Размещено на http://www.allbest.ru/

120

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Экологические проблемы в современном мире вышли на первое место. Получив неограниченную власть над природой, люди варварски используют её. «Сегодня угроза выживанию пришла со стороны окружающей природной среды, быстро деградирующей под натиском человеческой деятельности», - сказал генеральный секретарь Конференции ООН по охране окружающей среды и развитию (КОСР) Морис Стронг на её открытии в 1992 г. в Рио-де-Жанейро. Ресурсы планеты иссякают. Катастрофически быстро загрязняются воздух и вода. Превращаются в пески плодородные земли. На глазах сокращаются площади лесов. На планету буквально «вываливаются» горы отбросов; человек провоцирует природные катастрофы.

Возможное потепление, истощение озонового слоя, кислотные дожди, «цветение» водоёмов, накопление токсичных и радиоактивных отходов представляют угрозу для выживания. Конечно, есть страны, для которых эти проблемы не столь остры. Но, в целом, всё человечество озабочено ими, и поэтому они являются глобальными.

Однако во многих государствах до проблем охраны окружающей природной среды просто не доходят руки. Американский эколог Дж. Холлиман пишет: «Там, где эндемична массовая безработица, свирепствуют болезни и нужда, а растущее народонаселение рвёт общество по швам, на охрану природной среды будут смотреть как на роскошь, которую могут позволить себе те, кто стоит на верхней ступени лестницы прогресса».

Комплекс экологических задач настолько объёмен и различен в разных регионах мира, что найти стандартные или лёгкие решения невозможно. Попытаемся обрисовать основные проблемы, которые носят общепланетарный характер и касаются всех людей.

Говоря сегодня о духовно-нравственном аспекте экологии, нужно иметь в виду отношения человека и общества не только к природе: воде, почве, атмосфере, но и к самому себе, животному и растительному миру, ко всему окружающему. Достигается нравственность человека, прежде всего, через морально-этическое воспитание детей в семье, в школе, вузе, через общественные и государственные организации, все атрибуты власти и управления.

В экологическом воспитании на первый план выдвигается формирование у людей экологической культуры: гуманистической, духовно-нравственной.

Гуманизм - мировоззрение, проникнутое любовью к человеку, уважением к человеческому достоинству, заботой о благе людей. Духовность есть нравственность, эстетический уровень бытия.

Экологическая этика состоит в утверждении того, что природа - наш общий дом, достояние всего человечества. Поддержание её в благоприятном для жизнедеятельности состоянии - обязанности всех людей вместе и каждого в отдельности.

Исходным понятием экологической этики является утверждение того, что всякая жизнь уникальна, неповторима и самоценна. Благоговение перед жизнью - основа нравственного поведения человека. Этичные отношения между людьми - необходимая предпосылка гуманного отношения к природе. Природопреобразующая деятельность каждого человека должна исходить из принципа: относись к природе так, как хочешь, чтобы относились к тебе; разрушая природу, причиняешь ущерб себе и нашим потомкам. И поэтому мы все несём нравственную ответственность перед ними за сохранение многообразия и богатства природного мира как основы сбалансированных процессов в биосфере. Человек обязан соблюдать этические правила, охраняющие как свою жизнь, так и любую другую. Наслаждение убийством, даже в форме игры, осуждается как тяжкое моральное преступление. Те люди, которые проводят эксперименты на животных или как-то иначе причиняют животным страдания, никогда не должны успокаивать себя тем, что их жестокие действия преследуют благородные цели.

Свобода природопользования ограничивается нравственными и правовыми нормами и естественными законами развития жизни на Земле. Игнорирование их ведёт к деградации природы и человека, нарастанию социально-экономических трудностей, а в конечном счёте - к гибели человечества и живой природы.

Глава 1 Глобальные экологические проблемы

1.1 Современный экологический кризис и его последствия

Возникновению экологического кризиса, по мнению учёных-экологов, способствовали следующие факторы:

- хищническое отношение к природе, получение прибыли любой ценой, хотя природные ресурсы не безграничны. Именно это привело к тому, что в настоящее время мы считаем кислород в атмосфере, потеря которого в год составляет 10-12 млрд т. В России объём добычи и переработки полезных ископаемых удваивается каждые 8 лет, в остальном мире - каждые 15 лет;

- многофункциональность использования природных ресурсов (в экономическом, биологическом и социальном плане);

- несовершенство технологических процессов, когда из добываемого природного вещества 10 % используется человеком с пользой, а остальные в непотребном виде возвращаются природе, загрязняют воду, воздух и почву;

- экологическая безграмотность общества, незнание законов экологии;

- нравственное оскудение общества, потеря гражданской ответственности за последствия его деятельности по отношению к своей среде обитания;

- ведомственная собственность на природные ресурсы;

- недостаточность государственных средств на природоохранные мероприятия.

В результате нарушены все принципы биосферной этики, т.е. принципы нравственного поведения человека по отношению к биосфере, запрещающие:

- выбрасывать в биосферу отравляющие вещества (ядохимикаты, полихлорбифенилы, весь арсенал искусственного химического мира), так как они, выброшенные в одном месте, постепенно распространяются во все части биосферы, приобретая региональный и глобальный характер;

- повышать радиоактивный фон биосферы, выбрасывая радиоактивные изотопы, используемые в атомной энергетике и промышленности;

- добавлять в естественную среду новые электромагнитные и сродные им поля и т.д.

Незнание основ экологии, нарушение биосферной этики привели к возникновению экологических проблем. Систематизируя их, Н.Ф. Реймерс [46] выделил основные:

- Изменение климата Земли на основе усиленного тепличного эффекта, выбросов метана и других низкоконцентрированных газов, нарушения концентрации озона в тропосфере и стратосфере.

- Замусоривание и иное загрязнение ближайшего космического пространства.

- Общее ослабление озонового экрана Земли, образование большой «озоновой дыры» над Антарктидой, малых «дыр» над другими регионами планеты.

- Загрязнение атмосферы с образованием кислотных осадков, сильно ядовитых и пагубно действующих веществ в результате вторичных химических реакций, в том числе фотохимических (в этом одна из основных причин разрушения озонового слоя, на который воздействуют фреоны, ядовитые пары, вещества типа NOx, малые газовые примеси).

- Загрязнение океана, захоронение в нём ядовитых радиоактивных веществ, насыщение его вод углекислым газом из атмосферы, поступление в него антропогенных нефтепродуктов, тяжёлых металлов и сложноорганических соединений, что способствует разрыву нормальных экологических связей между океаном и водами суши.

- Истощение и загрязнение поверхностных вод суши, континентальных водоёмов и водостоков, подземных вод.

- Радиоактивное загрязнение локальных участков и некоторых регионов Земли (текущая эксплуатация атомных устройств, чернобыльская авария, испытания атомного оружия).

- Возникновение вторичных химических реакций во всех средах биосферы с образованием токсических веществ.

- Нарушение глобального и регионального экологического равновесия, соотношения экологических компонентов, в том числе сдвиг экологического баланса между океаном, его прибрежными водами и впадающими в него водопадами.

- Опустынивание новых регионов планеты, расширение существую-щих пустынь.

- Сокращение площади лесов, лёгких планеты, что ведёт к дисбалансу кислорода и усилению процесса исчезновения видов.

- Освобождение и образование экологических ниш и заполнение их нежелательными организмами (вредителями, паразитами, возбудителями новых заболеваний растений и животных, в том числе и человека).

- Абсолютное перенаселение Земли и относительное демографическое переуплотнение в отдельных её регионах.

- Ухудшение среды жизни в городах и сельской местности, увеличение шумового воздействия, загрязнение воздуха, потери социальных связей между людьми и т.д.

Всё перечисленное выше создаёт глобальную экологическую проблему для человечества, поскольку состояние окружающей среды является одним из наиболее существенных факторов, формирующих здоровье.

Всё набирающий силу экологический кризис требует пересмотра отношения человека к природе. Ведь даже в природоохранной деятельности до настоящего времени господствует сугубо антропоцентрический подход, суть которого передаёт хорошо известный лозунг: «Всё для блага человека, всё во имя человека». Природа существует для человека, представляя собой «кладовую» всевозможных ресурсов, в лучшем случае предназначена для удовлетворения его духовных потребностей. Одни видели корни такого мировоззрения в материалистическом воспитании, другие - в антропоцентризме христианской религии [53, c. 49-50], третьи - в природе самого человека, который, несмотря на весь социальный прогресс, остаётся одним из биологических видов с их стремлением к экспансии.

Отношение к природе всегда формировалось всей системой общественных отношений, и в первую очередь, отношений собственности. Не будет ошибкой сказать, что хищнический расточительный характер отношения к природе имманентно присущ традиционному принципу использования её ресурсов. Особенно полно эта черта отношения к природе раскрылась в условиях современной технической революции, которая ожесточила конкретную борьбу и довела до крайней степени стремления предпринимателей к обеспечению прибыли любой ценой. необходимо чувство личной ответственности за состояние природной среды, возникающее только при возрастании нравственного уровня человека и включающее в себя ненасильственную борьбу против агрессивно-потребительской идеологии.

Анализ современной экологической ситуации позволяет сделать три вывода:

- Чтобы спасти мир, необходимо перейти от агрессивно-потреби-тельской цивилизации к альтернативному типу цивилизации, основной чертой которой будет раскрытие глубинных потенций бытия человека, а не просто культивирование и удовлетворение потребностей.

- Самоограничение потребностей и насилия, основанное на добровольном волеизъявлении.

- Становление любовно-творческой структуры личности и образа жизни.

То, что существует структура личности, которую можно назвать любовно-творческой, необходимый факт. её составляющими являются милосердие античной философии, ахимса индийской культуры, нравственный гуманизм Конфуция, творческий гуманизм Возрождения.

Проповеди нравственных учителей прошлых эпох были продолжены Л. Толстым и М. Ганди. Они теоретически воплотили в жизнь принципы ненасильственного развития, в том числе распространения их и на природу. Поскольку одной из важнейших причин экологического кризиса, взгляды тех, кто выступая против насилия как такового, очень актуальны.

Развивающийся экологический кризис требует не только возврата к древним, но и формирования новой, экологической этики.

1.2 Парниковый эффект и глобальное потепление

1.2.1 Причины возникновения

Идея о механизме парникового эффекта была впервые изложена в 1827 г. Жозефом Фурье в статье «Записка о температурах земного шара и других планет», в которой он рассматривал различные механизмы формирования климата Земли, при этом он рассматривал как факторы, влияющие на общий тепловой баланс Земли (нагрев солнечным излучением, охлаждение за счёт лучеиспускания, внутреннее тепло Земли), так и факторы, влияющие на теплоперенос и температуры климатических поясов (теплопроводность, атмосферная и океаническая циркуляция)

Жозеф Фурье предположил, что атмосфера земли выполняет функцию своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая ему при этом испариться обратно в космос. И он был прав. Этот эффект достигается благодаря некоторым атмосферным газам второстепенного значения, каковыми являются, например, водяные испарения и углекислый газ. Они пропускают видимый и «ближний» инфракрасный свет, излучаемый солнцем, но поглощают «далёкое» инфракрасное излучение, имеющее более низкую частоту и образующееся при нагревании земной поверхности солнечными лучами. Если бы этого не происходило, Земля была бы примерно на 30? холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически замерла.

Исходя из того, что «естественный» парниковый эффект - это устоявшийся, сбалансированный процесс, вполне логично предположить, что увеличение концентрации «парниковых» газов в атмосфере должно привести к усилению парникового эффекта, который, в свою очередь, приведёт к глобальному потеплению климата. Количество СО_{2 (}углекислоты) в атмосфере неуклонно растёт вот уже более века из-за того, что в качестве источника энергии стали широко применяться различные виды ископаемого топлива (уголь и нефть). Газы, вызывающие парниковый эффект, - это не только диоксид углерода (CO₂). К ним также относятся метан (CH₄), закись азота (N₂O), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF₆). Однако именно сжигание углеводородного топлива, сопровождающееся выделением CO₂, считается основной причиной загрязнения [37].

Глобальное потепление - процесс постепенного роста средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы Земли и Мирового океана, вследствие всевозможных причин (увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере Земли, изменение солнечной или вулканической активности и т.д.).

Впервые о глобальном потеплении и парниковом эффекте заговорили в 60-х гг. XX в., а на уровне ООН проблему глобального изменения климата впервые озвучили в 1980 г. С тех пор над этой проблемой ломают головы многие учёные, зачастую, взаимно опровергая теории и предположения друг друга [58].

Сегодня уже мало кто из учёных, занимающихся этой проблемой, оспаривает тот факт, что деятельность человека приводит к повышению концентрации парниковых газов в атмосфере. По мнению Межправительственной комиссии по изменению климата, «увеличение концентрации парниковых газов приведёт к разогреву нижних слоёв атмосферы и поверхности земли... Любое изменение в способности Земли отражать и поглощать тепло, в том числе вызванное увеличением содержания в атмосфере тепличных газов и аэрозолей, приведёт к изменению температуры атмосферы и мировых океанов и нарушит устойчивые типы циркуляции и погоды».

Тем не менее, ведутся ожесточённые споры вокруг того, какое конкретно количество этих газов вызовет потепление климата и в какой степени, а также как скоро это произойдёт. Дело в том, что даже когда изменение климата действительно происходит, в этом трудно быть стопроцентно уверенным. Мировые средние температуры могут сильно колебаться в пределах нескольких лет и десятилетий - причём по естественным причинам. Проблема в том, что считать средней температурой, и на основании каких критериев судить, действительно ли она изменилась в ту или другую сторону.

В конце 80-х - начале 90-х гг. несколько лет подряд среднегодовая глобальная температура была выше обычной. Это вызвало опасения в том, что вызванное человеческой деятельностью глобальное потепление уже началось. Среди учёных существует консенсус, что за последние сто лет среднегодовая глобальная температура поднялась на 0,3-0,6 ?С. Однако среди них нет согласия в том, что именно вызвало это явление. Трудно с уверенностью сказать, происходит глобальное потепление или нет, так как наблюдаемый рост температуры всё ещё находится в пределах естественных температурных колебаний.

Неопределённость в вопросе глобального потепления порождает скепсис по поводу грозящей опасности. Проблема заключается в том, что когда гипотеза об антропогенных факторах глобального потепления подтвердится, уже поздно будет что-либо предпринимать.

Согласно прогнозам исследователей, если ничего не предпринимать, мировые выбросы CO₂ в течение ближайших 125 лет вырастут вчетверо. Но нельзя забывать и о том, что значительная часть будущих источников загрязнения ещё не построена. За последние сто лет температура в северном полушарии увеличилась на 0,6 ?С.

Прогнозируемый рост температуры в следующем столетии составит от 1,5 до 5,8 ?С. Наиболее вероятный вариант - 2,5 - 3,5?.

Однако изменения климата - это не только повышение температуры. Изменения касаются и других климатических явлений. Не только сильная жара, но и сильные внезапные заморозки, наводнения, сели, смерчи, ураганы объясняют эффектами глобального потепления. Климатическая система слишком сложна, чтобы ожидать от неё равномерного и одинакового изменения во всех точках планеты. И главную опасность учёные видят сегодня именно в росте отклонения от средних значений - значительных и частых колебаний температуры [35].

До сих пор учёные со 100 % уверенностью не могут сказать, что вызывает климатические изменения. В качестве причин глобального потепления выдвигается множество теорий и предположений. Перечислим основные, заслуживающие внимания гипотезы [24].

Гипотеза 1. Причиной глобального потепления является изменение солнечной активности. Все происходящие климатические процессы на планете зависят от активности нашего светила - Солнца. Поэтому даже самые малые изменения активности Солнца непременно сказываются на погоде и климате Земли. Выделяют 11-летние, 22-летние, а также 80-90-летние (Глайсберга) циклы солнечной активности. Вполне вероятно, что наблюдаемое глобальное потепление связано с очередным ростом солнечной активности, которая в будущем может снова пойти на убыль.

Гипотеза 2. Причина глобального потепление - изменение угла оси вращения Земли и её орбиты. Югославский астроном Миланкович предположил, что циклические изменения климата во многом связаны с изменением орбиты вращения Земли вокруг Солнца, а также изменением угла наклона оси вращения Земли, по отношению к Солнцу. Подобные орбитальные изменения положения и движения планеты вызывают изменение радиационного баланса Земли, а значит, и её климата. Миланкович, руководствуясь своей теорией, вполне точно рассчитал времена и протяжённость ледниковых периодов в прошлом нашей планеты. Климатические изменения, вызванные изменением орбиты Земли, происходят обычно в течение десятков, а то и сотен тысяч лет. Наблюдаемое же в настоящий момент времени относительно быстрое изменение климата, по-видимому, происходит в результате действия ещё каких-то факторов.

Гипотеза 3. Виновник глобальных климатических изменений - океан. Мировой океан - огромный инерционный аккумулятор солнечной энергии. Он во многом определяет направление и скорость движения тёплых океанических, а также воздушных масс на Земле, которые в сильной степени влияют на климат планеты. В настоящий момент времени мало изучена природа циркуляции тепла в водной толще океана. Так, известно, что средняя температура вод океана составляет 3,5 °С, а поверхности суши 15 °С, поэтому интенсивность теплообмена между толщей океана и приземным слоем атмосферы может приводить к значительным климатическим изменениям. Кроме того, в водах океана растворено большое количество СО₂ (около 140 трлн т, что в 60 раз больше, чем в атмосфере) и ряда других парниковых газов, в результате определённых природных процессов эти газы могут поступать в атмосферу, существенным образом оказывая влияние на климат Земли.

Гипотеза 4. Вулканическая активность. Вулканическая активность является источником поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и большого количества углекислого газа, что также может значительным образом сказаться на климате Земли. Крупные извержения первоначально сопровождаются похолоданием вследствие поступления в атмосферу Земли аэрозолей серной кислоты и частиц сажи. Впоследствии, поступивший в ходе извержения CO₂ вызывает рост среднегодовой температуры на Земле. Последующее долговременное снижение вулканической активности способствует увеличению прозрачности атмосферы, а значит, и повышению температуры на планете.

Гипотеза 5. Неизвестные взаимодействия между Солнцем и планетами Солнечной системы. В словосочетании «Солнечная система» не зря упоминается слово «система», а в любой системе, как известно, присутствуют связи между её компонентами. Поэтому не исключено, что взаимное положение планет и Солнца может влиять на распределение и силу гравитационных полей, солнечной энергии, а также других видов энергии. Все связи и взаимодействия между Солнцем, планетами и Землёй пока ещё не изучены, и не исключено, что они оказывают значительное влияние на процессы, происходящие в атмосфере и гидросфере Земли.

Гипотеза 6. В глобальном потеплении виноваты взрывы. Автором этой оригинальной теории является Владимир Шендеров. Согласно автору, взрывы, осуществляемые во время боевых действий, строительных и горнодобывающих работ, оказывают сильное влияние на недра планеты. В соответствии с законами Ньютона, колоссальная, поглощённая земной корой энергия многочисленных взрывов должна вызывать противодействие. Это противодействие выражается в изменении климата на планете. Автор теории утверждает, что 0,04 % CO₂ атмосферы не могут вызывать такое масштабное таяние льдов Земли, какое наблюдается в настоящее время. Причиной участившихся в последнее время катаклизмов являются взрывы различного назначения. Именно они вызывают увеличение количества ураганов, таяние вечной мерзлоты, сползание ледников Гренландии и Антарктиды (вследствие образования водной плёнки под ледниками). Основным доказательством теории является преимущественно низовой характер таяния ледников и вечной мерзлоты.

Гипотеза 7. Изменение климата может происходить само по себе без каких-либо внешних воздействий и деятельности человека. Планета Земля настолько большая и сложная система с огромным количеством структурных элементов, что её глобальные климатические характеристики могут ощутимо изменяться без всяких изменений солнечной активности и химического состава атмосферы. Различные математические модели показывают, что на протяжении века колебания температуры приземного слоя воздуха (флуктуации) могут достигать 0,4 °С. В качестве сравнения можно привести температуру тела здорового человека, которая варьирует в течение дня и даже часа.

Гипотеза 8. Всему виной человек. Самая популярная на сегодняшний день гипотеза. Высокая скорость климатических изменений, происходящих в последние десятилетия, действительно может быть объяснима всё возрастающей интенсификацией антропогенной деятельности, которая оказывает заметное влияние на химический состав атмосферы нашей планеты в сторону увеличения содержанная в ней парниковых газов. Действительно, повышение средней температуры воздуха нижних слоёв атмосферы Земли на 0,8 °С за последние 100 лет - слишком высокая скорость для естественных процессов, ранее в истории Земли такие изменения происходили в течение тысячелетий. Последние десятилетия добавили ещё большей весомости этому аргументу, так как изменения средней температуры воздуха происходили ещё большими темпами - 0,3-0,4 °С за последние 15 лет!

Вполне вероятно, что имеющее место в настоящее время глобальное потепление - результат действия многих факторов.

1.2.2 Человек и парниковый эффект

Приверженцы последней гипотезы отводят ключевую роль в глобальном потеплении человеку, который кардинальным образом меняет состав атмосферы, способствуя росту парникового эффекта атмосферы Земли.

Количество техногенных выбросов СО₂ в атмосферу значительно возросло во второй половине XX в. Основной причиной этого стала колоссальная зависимость мировой экономики от ископаемых видов топлива. Индустриализация, урбанизация и стремительные темпы роста населения планеты обусловили увеличение мирового спроса на электроэнергию, удовлетворяющегося главным образом за счёт сжигания горючих ископаемых. Рост потребления энергии всегда считался не только важным условием технического прогресса, но и благоприятным фактором существования и развития человеческой цивилизации. Когда человек научился добывать огонь, произошёл первый скачок в изменении уровня жизни, энергоресурсами были мускульная сила человека и дрова.

Рост потребления энергии в настоящее время составляет около 5 % в год, что при росте населения чуть менее 2 % в год означает более чем двукратное увеличение душевого потребления. В 2000 г. мир израсходовал более 16-109 кВт·ч энергии, четверть этого количества пришлась на США и столько же - на развивающиеся страны вместе с Китаем (доля России - около 6 %). В настоящее время ископаемые виды органического топлива составляют более 90 % всех первичных энергоресурсов, обеспечивая 75 % мирового производства электрической энергии. В результате сжигания органического топлива только на тепловых электростанциях (ТЭС), не считая работу автомобильных двигателей и металлургических предприятий, в атмосферу ежегодно поступает более 5 млрд т углекислого газа (25 % техногенных выбросов диоксида углерода в атмосферу дают США и страны Евросоюза, 11 % - Китай, 9 % - Россия).

С начала XX в., по оценкам экспертов ООН, увеличение выбросов СО₂ составляло от 0,5 до 5 % в год. В результате за последние сто лет только за счёт сжигания топлива в атмосферу поступило 400 млрд т углекислого газа.

Развитие индустриализации и экономической деятельности человека приводит к тому, что в воздух выбрасывается всё больше примесей, создающих знаменитый парниковый эффект, - углекислого газа, метана и прочей «грязи». Это, соответственно, приводит к тому, что среднегодовые температуры медленно, но верно увеличиваются. Несмотря на то, что из года в год рост измеряется десятыми и сотыми долями градуса, за десятилетия и века накапливаются вполне солидные величины в несколько градусов по шкале Цельсия.

Познакомимся подробнее с парниковыми газами, способными потенциально вызвать глобальное потепление. Парниковым газом номер один является водяной пар, его вклад в существующий атмосферный парниковый эффект составляет 20,6 °С. На втором месте находится СО₂, его вклад составляет около 7,2 °С. Рост содержания в атмосфере Земли углекислого газа сейчас вызывает наибольшую озабоченность, так как растущее активное использование углеводородов человечеством продолжится и в ближайшем будущем. За последние два с половиной века (с начала индустриальной эры) содержание СО₂ в атмосфере уже выросло приблизительно на 30 %.

На третьем месте нашего «парникового рейтинга» находится озон, его вклад в общее глобальное потепление составляет 2,4 °С. В отличие от других парниковых газов, деятельность человека наоборот вызывает уменьшение содержания озона в атмосфере Земли. Далее следует закись азота, её вклад в парниковый эффект оценивается в 1,4 °С. Содержание закиси азота в атмосфере планеты имеет тенденцию к росту, за последние два с половиной века концентрация этого парникового газа в атмосфере выросла на 17 %. Большое количество закиси азота поступает в атмосферу Земли в результате сжигания различных отходов. Список основных парниковых газов завершает метан, его вклад в суммарный парниковый эффект составляет 0,8 °С. Содержание метана в атмосфере растёт очень быстро, за два с половиной столетия этот рост составил 150 %. Основными источниками метана в атмосфере Земли являются разлагающиеся отходы, крупный рогатый скот, а также распад природных соединений, содержащих в своём составе метан. Особое опасение вызывает то, что способность поглощать инфракрасное излучение на единицу массы у метана в 21 раз выше, чем у углекислого газа.

Наибольшая роль в имеющем место глобальном потеплении отводится водяному пару и углекислому газу. На их долю приходится более 95 % всего парникового эффекта. Именно благодаря этим двум газообразным веществам происходит разогрев атмосферы Земли на 33 °С. Антропогенная деятельность оказывает наибольшее влияние на рост в атмосфере Земли концентрации углекислого газа, а содержание водяного пара в атмосфере растёт вслед за температурой на планете, вследствие увеличения испаряемости. Общий техногенный выброс СО₂ в атмосферу Земли составляет 1,8 млрд т/год, общее количество углекислого газа, которое связывает растительность Земли в результате фотосинтеза, составляет 43 млрд т/год, но почти всё это количество углерода в результате дыхания растений, пожаров, процессов разложения снова оказывается в атмосфере планеты, и только 45 млн т/год углерода оказывается депонированной в тканях растений, болотах суши и глубинах океана. Эти цифры показывают, что деятельность человека потенциально может являться ощутимой силой, влияющей на климат Земли.

1.2.3 Возможные сценарии глобальных климатических изменений

Глобальные климатические изменения очень сложны, поэтому современная наука не может дать однозначного ответа, что же нас ожидает в ближайшем будущем. Существует множество сценариев развития ситуации.

Сценарий 1 - глобальное потепление будет происходить постепенно.

Земля очень большая и сложная система, состоящая из большого количества связанных между собой структурных компонентов. На планете есть подвижная атмосфера, движение воздушных масс которой распределяет тепловую энергию по широтам планеты, на Земле есть огромный аккумулятор тепла и газов - Мировой океан (океан накапливает в 1000 раз больше тепла, чем атмосфера). Изменения в такой сложной системе не могут происходить быстро. Пройдут столетия и тысячелетия, прежде чем можно будет судить об сколько-нибудь ощутимом изменении климата.

Сценарий 2 - глобальное потепление будет происходить относительно быстро.

Самый «популярный» в настоящее время сценарий. По различным оценкам за последние сто лет средняя температура на нашей планете увеличилась на 0,5-1 °С, концентрация - СО₂ возросла на 20-24 %, а метана на 100 %. В будущем эти процессы получат дальнейшее продолжение, и к концу XXI в. средняя температура поверхности Земли может увеличиться от 1,1 до 6,4 °С, по сравнению с 1990 г. (по прогнозам IPCC от 1,4 до 5,8 °С). Дальнейшее таяние Арктических и Антарктических льдов может ускорить процессы глобального потепления из-за изменения альбедо планеты. По утверждению некоторых учёных, только ледяные шапки планеты за счёт отражения солнечного излучения охлаждают нашу Землю на 2 °С, а покрывающий поверхность океана лёд существенно замедляет процессы теплообмена между относительно тёплыми океаническими водами и более холодным поверхностным слоем атмосферы. Кроме того, над ледяными шапками практически нет главного парникового газа - водяного пара, так как он выморожен.

Глобальное потепление будет сопровождаться подъёмом уровня мирового океана. С 1995 по 2005 гг. уровень Мирового океана уже поднялся на 4 см, вместо прогнозируемых 2 см. Если уровень Мирового океана в дальнейшем будет подниматься с такой же скоростью, то к концу XXI в. суммарный подъём его уровня составит 30-50 см, что вызовет частичное затопление многих прибрежных территорий, особенно многонаселённого побережья Азии. Следует помнить, что около 100 миллионов человек на Земле живёт на высоте меньше 88 см над уровнем моря.

Кроме повышения уровня Мирового океана глобальное потепление влияет на силу ветров и распределение осадков на планете. В результате на планете вырастет частота и масштабы различных природных катаклизмов (штормы, ураганы, засухи, наводнения).

В настоящее время от засухи страдает 2 % всей суши, по прогнозам некоторых учёных к 2050 г. засухой будет охвачено до 10 % всех земель материков. Кроме того, изменится распределение количества осадков по сезонам.

В Северной Европе и на западе США увеличится количество осадков и частота штормов, ураганы будут бушевать в два раза чаще, чем в XX в. Климат Центральной Европы станет переменчивым, в сердце Европы зимы станут теплее, а лето дождливее. Восточную и Южную Европу, включая Средиземноморье, ждёт засуха и жара.

Сценарий 3 - глобальное потепление в некоторых частях Земли сменится кратковременным похолоданием.

Известно, что одним из факторов возникновения океанических течений является градиент (разница) температур между арктическими и тропическими водами. Таяние полярных льдов способствует повышению температуры Арктических вод, а значит, вызывает уменьшение температурной разницы между тропическими и арктическими водами, что неминуемо в будущем приведёт к замедлению течений.

Одним из самых известных тёплых течений является Гольфстрим, благодаря которому во многих странах Северной Европы среднегодовая температура на 10? выше, чем в других аналогичных климатических зонах Земли. Понятно, что остановка этого океанического конвейера тепла очень сильно повлияет на климат Земли. Уже сейчас течение Гольфстрим стало слабее на 30 % по сравнению с 1957 г. Математическое моделирование показало, чтобы полностью остановить Гольфстрим, достаточно будет повышения температуры на 2-2,5?. В настоящее время температура Северной Атлантики уже прогрелась на 0,2? по сравнению с 70-ми годами. В случае остановки Гольфстрима среднегодовая температура в Европе к 2010 г. понизится на 1?, а после 2010 г. дальнейший рост среднегодовой температуры продолжится. Другие математические модели «сулят» более сильное похолодание Европе.

Согласно этим математическим расчётам полная остановка Гольфстрима произойдёт через 20 лет, в результате чего климат Северной Европы, Ирландии, Исландии и Великобритании может стать холоднее настоящего на 4-6?, усилятся дожди и участятся шторма. Похолодание затронет также и Нидерланды, Бельгию, Скандинавию и север европейской части России. После 2020-2030 гг. потепление в Европе возобновится по сценарию № 2.

Сценарий 4 - глобальное потепление сменится глобальным похолоданием.

Остановка Гольфстрима и других океанических течений вызовет глобальное похолодание на Земле и наступление очередного ледникового периода [49].

Сценарий 5 - парниковая катастрофа.

Парниковая катастрофа - самый «неприятный» сценарий развития процессов глобального потепления. Автором теории является российский учёный Карнаухов, суть её в следующем. Рост среднегодовой температуры на Земле, вследствие увеличения в атмосфере Земли содержания антропогенного CO₂, вызовет переход в атмосферу растворённого в океане CO₂, а также спровоцирует разложение осадочных карбонатных пород с дополнительным выделением углекислого газа, который, в свою очередь, поднимет температуру на Земле ещё выше, что повлечёт за собой дальнейшее разложение карбонатов, лежащих в более глубоких слоях земной коры (в океане содержится углекислого газа в 60 раз больше, чем в атмосфере, а в земной коре почти в 50 тыс. раз больше). Ледники будут интенсивно таять, уменьшая альбедо Земли. Такое быстрое повышение температуры будет способствовать интенсивному поступлению метана из тающей вечной мерзлоты, а повышение температуры до 1,4-5,8 °С к концу столетия будет способствовать разложению метангидратов (льдистых соединений воды и метана), сосредоточенных преимущественно в холодных местах Земли. Если учесть, что метан, является в 21 раз более сильным парниковым газом, чем CO₂, рост температуры на Земле будет катастрофическим. Чтобы лучше представить, что будет с Землёй, лучше всего обратить внимание на нашего соседа по солнечной системе - планету Венера. При таких же параметрах атмосферы, как на Земле, температура на Венере должна быть выше Земной всего на 60 °С (Венера ближе Земли к Солнцу), т.е. быть в районе 75 °С, в реальности же температура на Венере почти 500 С. Большинство карбонатных и метано-содержащих соединений на Венере давным давно были разрушены с выделением углекислого газа и метана. В настоящее время атмосфера Венеры состоит на 98 % из СО₂, что приводит к увеличению температуры планеты почти на 400 °С.

Если глобальное потепление пойдёт по такому же сценарию, как на Венере, то температура приземных слоёв атмосферы на Земле может достигнуть 150?. Повышение температуры Земли даже на 50 °С поставит крест на человеческой цивилизации, а увеличение температуры на 150 °С вызовет гибель почти всех живых организмов планеты.

По оптимистическому сценарию Карнаухова, если количество поступающего в атмосферу CO₂ останется на прежнем уровне, то температура 50 °С на Земле установится через 300 лет, а 150 °С через 6000 лет. К сожалению, прогресс не остановить, с каждым годом объёмы выбросов CO₂ только растут. По реалистическому сценарию, согласно которому выброс CO₂ будет расти с такой же скоростью, удваиваясь каждые 50 лет, температура 50 °С на Земле уже установится через 100 лет, а 150 °С через 300 лет.

1.2.4 Последствия глобального потепления

Главная проблема - это повышение уровня Мирового океана. При очень значительном потеплении катастрофически начнёт сокращаться (примерно в 3-5 раз) площадь горного оледенения, в Арктике уменьшатся площадь и толщина морских льдов, начнут таять материковые ледники Гренландии и Антарктиды.

Поднятие уровня океана, даже незначительное, может иметь весьма негативные экологические и социально-экономические последствия: будут затоплены приморские равнины, ухудшится водоснабжение прибрежных районов. Если же уровень океана повысится существенно, будут затоплены значительные участки суши и ущерб будет огромным. Подсчитано, что при подъёме уровня мировых вод на 1 м будет затоплено 20 % территории Бангладеш, сельскохозяйственные земли Египта, некоторые крупные города Китая, катастрофическим наводнениям подвергнется Венеция.

Подъём уровня моря - уже реальный факт. За прошедшее столетие уровень Мирового океана повысился, по разным оценкам, на 10-25 см (главным образом в последнюю четверть XX в.), к 2025 г. возможно повышение уровня Мирового океана ещё на 20-30 см, а к концу наступившего столетия - на 1-2 м. В докладе IPCC на заседании в Шанхае (январь 2001 г.) отмечено, что за последние десять лет толщина ледового покрова в Северном Ледовитом океане сократилась на 40 %, происходит интенсивное разрушение ледовых щитов Антарктиды и Гренландии. Из-за таяния гренландских и арктических льдов происходит замедление течения Гольфстрима, несущее миллионы миллиардов ватт тепла из тропиков, согласно исследованиям американских учёных уже сейчас сила потока уменьшилась на 10 %. Исчезновение Гольфстрима приведёт к существенным изменениям климата Северной Атлантики: у побережья Британии температура может понизиться на 5 °С, в других районах среднегодовая температура упадёт на 10 °С. Прямое воздействие повышения уровня Мирового океана - перемещение береговой линии. В результате таяния льдов под водой окажутся многие прибрежные районы и острова, вторжение фронта солёных морских вод в пресноводные реки вызовет засоление пресноводных прибрежных акваторий.

Все эти процессы глубоко затронут человеческое общество, особенно густонаселённые приморские районы. Подъём уровня воды вызовет затопление многих приморских городов, ухудшатся условия их водоснабжения, серьёзно пострадают места нерестилищ рыб. Подсчитано, что повышение уровня океана на 1 м повлечёт за собой колоссальные потери людских и материальных ресурсов. Сотни миллионов людей на земном шаре вынуждены будут мигрировать из прибрежных зон, дельт рек и с островов. Потепление приведёт к высвобождению метана, находящегося в зоне вечной мерзлоты в виде гидрата метана (твёрдое соединение кристаллов воды и поглощённого под давлением газообразного метана), таянию грунтов. Это создаст угрозу дорогам, строениям и коммуникациям, в том числе газо- и нефтепроводам, буровым установкам и т.п., ухудшит состояние лесных массивов на вечной мерзлоте.

Произойдут существенные изменения природных процессов в биосфере:

- нарушение круговоротов главных биогенных элементов;

- изменение характера облачности и, как следствие, климатические изменения;

- изменение распределения осадков по регионам;

- смещение климатических зон и, в частности, расширение зон пустынь;

- нарушение биологических ритмов развития растений и длительные периоды неурожаев главных сельскохозяйственных культур.

Изменение средней приземной температуры приведёт к перестройке биоты - всей системы живых организмов Земли - и будет сопровождаться такими аномальными явлениями, как распространение болезней, вредителей, так называемых видов-гангстеров. Частично такие процессы уже начались: от короедов гибнут еловые леса Нечерноземья. Разбалансировка системы регуляции климата проявляет себя в виде учащения и усиления аномальных погодных явлений, таких как штормы, ураганы и торнадо, наводнения и цунами. Исследования показали, что в 2004 г. в мире произошло в два раза больше катаклизмов, чем предсказывали учёные. Проливные дожди над Европой сменились засухой. Летом этого же года температура в ряде европейских стран достигала 40 °С, хотя обычно максимальная температура не превышает 25-30 °С. И, наконец, 2004 г. закончился сильнейшим землетрясением в Юго-Восточной Азии (26 декабря), породившим цунами, в результате которого погибло сотни тысяч человек.

Изменения климата могут нанести миру ущерб в сотни миллиардов долларов, если не будут приняты срочные меры по сокращению выбросов парниковых газов. Достаточно серьёзны социальные последствия изменения климата для России. В ряде регионов России участились засухи, изменился паводковый режим, увеличиваются площади заболоченных земель, сокращаются зоны уверенного земледелия. Всё это наносит значительный урон бедным слоям населения, занятым в сельскохозяйственном секторе.

Увеличение средней годовой температуры поверхностного слоя атмосферы будет сильнее ощущаться над материками, чем над океанами, что в будущем вызовет коренную перестройку природных зон материков. Смещение ряда зон в Арктические и Антарктические широты отмечается уже сейчас.

Зона вечной мерзлоты уже сместилась к северу на сотни километров. Некоторые учёные утверждают, что вследствие быстрого таяния вечной мерзлоты и повышения уровня Мирового океана в последние годы Ледовитый океан наступает на сушу со средней скоростью 3-6 м за лето, а на арктических островах и мысах высокольдистые породы разрушаются и поглощаются морем в тёплый период года со скоростью до 20-30 м. Исчезают полностью целые арктические острова; так, уже в XXI в. исчезнет остров Муостах вблизи устья реки Лены.

При дальнейшем увеличении среднегодовой температуры приземного слоя атмосферы тундра может практически полностью исчезнуть на Европейской части России и сохранится только лишь на арктическом побережье Сибири.

Зона тайги сместится к северу на 500-600 км и сократится по площади почти на треть, площадь лиственных лесов увеличится в 3-5 раз, и если будет позволять увлажнение, пояс лиственных лесов будет простираться непрерывной полосой от Балтики до Тихого океана.

Лесостепи и степи также продвинутся на север и покроют Смоленскую, Калужскую, Тульскую, Рязанскую области, вплотную подступив к южным границам Московской и Владимирской областям.

Глобальное потепление затронет и места обитания животных. Смена ареалов обитания живых организмов уже отмечается во многих уголках Земного шара. В Гренландии уже стал гнездиться сизоголовый дрозд, в субарктической Исландии появились скворцы и ласточки, в Британии появилась белая цапля. Особенно сильно заметно потепление арктических океанических вод. Теперь многие промысловые рыбы встречаются там, где их раньше не было. В водах Гренландии появилась треска и сельдь в количестве, достаточном для осуществления их промышленного лова, в водах Великобритании - обитатели южных широт: красная форель, большеголовая черепаха, в дальневосточном заливе Петра Великого - тихоокеанская сардина, а в Охотском море появилась скумбрия и сайра. Ареал бурого медведя в Северной Америке уже продвинулся на север до такой степени, что стали появляться гибриды белых и бурых медведей, а в южной части своего ареала бурые медведи и вовсе перестали впадать в спячку.

Повышение температуры создаёт благоприятные условия для развития болезней, чему способствуют не только высокая температура и влажность, но и расширение ареала обитания ряда животных - переносчиков болезней. К середине XXI в. ожидается, что заболеваемость малярией вырастет на 60 %. Усиленное развитие микрофлоры и нехватка чистой питьевой воды будет способствовать росту инфекционных кишечных заболеваний. Быстрое размножение микроорганизмов в воздухе может увеличить заболеваемость астмой, аллергией и различными респираторными болезнями.

Благодаря глобальным климатическим изменениям ближайшие полвека могут оказаться последними в жизни многих видов живых организмов Уже сейчас белые медведи, моржи и тюлени лишаются важного компонента их среды обитания - арктического льда.

Глобальное потепление для нашей страны влечёт за собой как плюсы, так и минусы. Зимы станут менее суровыми, земли с пригодным для земледелия климатом продвинутся дальше на север (в Европейской части России до Белого и Карского морей, в Сибири - до Северного полярного круга), во многих районах страны станет возможным выращивание более южных культур и раннее созревание прежних. Ожидается, что к 2060 г. средняя температура в России достигнет 0 °С, сейчас она пока составляет -5,3°С.

Иногда можно услышать, что глобальное потепление выгодно России, поскольку она - «холодная страна». На самом деле это не так. Если, например, для Москвы температурный разброс составляет от -35 до +37 °С, то повышение температуры на 2° не означает, что амплитуда колебаний станет от -33 до +39 °С. По расчётам климатологов, при этом минимальная температура станет ещё меньше, а максимальная ещё выше: амплитуда московской температуры станет где-то от -40 до +40 °С.

Непредсказуемые последствия повлечёт за собой таяние вечной мерзлоты. Как известно, вечная мерзлота покрывает 2/3 площади России и 1/4 площади всего Северного полушария. На вечной мерзлоте Российской Федерации стоит множество городов, проложено тысячи километров трубопроводов, а также автомобильных и железных дорог (80 % БАМа проходит по вечной мерзлоте). Таяние мерзлоты может сопровождаться значительными разрушениями. Большие территории могут стать не пригодными для жизни человека. Некоторые учёные высказывают опасение, что Сибирь может вообще оказаться отрезанной от Европейской части России и стать объектом притязаний других стран.

Другие страны мира тоже ждут кардинальные перемены. В целом, согласно большинству моделей, зимой ожидается рост осадков в высоких широтах (выше 50° северной и южной широты), а также и в умеренных широтах. В южных широтах наоборот ожидается снижение количества выпадающих осадков (до 20 %), особенно в летний период. Страны Южной Европы, промышляющие туризмом, ожидают большие экономические потери. Летняя засушливая жара и зимние ливневые дожди поубавят «пыл» у желающих отдохнуть в Италии, Греции, Испании и Франции. Для многих других стран, живущих за счёт туристов, тоже наступят далеко не лучшие времена. Любителей покататься на горных лыжах в Альпах ждёт разочарование, со снегом в горах будет «напряжёнка». Во многих странах мира условия жизни значительно ухудшатся. По оценкам ООН, к середине XXI в. в мире будет насчитываться до 200 миллионов климатических беженцев.

1.2.5 Предотвращение глобального потепления

Планета Земля настолько сложная система, что существует множество факторов, которые прямо или косвенно влияют на климат планеты, ускоряя или замедляя глобальное потепление.

Факторы, ускоряющие глобальное потепление:

- эмиссия CO₂, метана, закиси азота в результате техногенной деятельности человека;

- разложение, вследствие повышения температуры, геохимических источников карбонатов с выделением СО₂. В земной коре содержится в связанном состоянии углекислого газа в 50 тыс. раз больше, чем в атмосфере;

- увеличение содержания в атмосфере Земли водяного пара, вследствие роста температуры, а значит, и испаряемости воды океанов;

- выделение CO₂ Мировым океаном вследствие его нагревания (растворимость газов при повышении температуры воды падает). С ростом температуры воды на каждый градус растворимость в ней CO₂ падает на 3 %. В Мировом океане содержится в 60 раз больше CO₂, чем в атмосфере Земли (140 трлн т);

- уменьшение альбедо Земли (отражающей способности поверхности планеты), вследствие таяния ледников, смены климатических зон и растительности. Морская гладь отражает значительно меньше солнечных лучей, чем полярные ледники и снега планеты, горы, лишённые ледников, также обладают меньшим альбедо, продвигающая на север древесная растительность обладает меньшим альбедо, чем растения тундр. За последние пять лет альбедо Земли уже уменьшилось на 2,5 %;

- выделение метана при таянии вечной мерзлоты;

- разложение метангидратов - кристаллических льдистых соединений воды и метана, содержащихся в приполярных областях Земли.

Факторы, замедляющие глобальное потепление:

- глобальное потепление вызывает замедление скорости океанических течений, замедление тёплого течения Гольфстрим вызовет снижение температуры в Арктике;

- с увеличением температуры на Земле растёт испаряемость, а значит и облачность, которая является определённого рода преградой на пути солнечных лучей. Площадь облачности растёт приблизительно на 0,4 % на каждый градус потепления;

- с ростом испаряемости увеличивается количество выпадающих осадков, что способствует заболачиванию земель, а болота, как известно, являются одними из главных депо CO₂;

- увеличение температуры будет способствовать расширению площади тёплых морей, а значит, и расширению ареала моллюсков и коралловых рифов, эти организмы принимают активное участие в депонировании CO₂, который идёт на постройку раковин;

- увеличение концентрации CO₂ в атмосфере стимулирует рост и развитие растений, которые являются активными акцепторами (потребителями) этого парникового газа.

Есть мнение, что человек в будущем попытается взять климат Земли под свой контроль. насколько это будет успешно, покажет время.

В настоящий момент учёные всех стран озабочены проблемой нивелирования глобального потепления.

Так как предполагаемое потепление климата, вызванное человеческой деятельностью, на 50 % происходит в результате потребления энергии, напрашивается вывод о том, что для того, чтобы предотвратить кризис, надо изменить практику этого потребления. По мнению Агентства по охране окружающей среды США, мировое сообщество должно предпринять серьёзные меры. Если опасения, связанные с потеплением климата, оправдаются, то плата за бездействие будет намного выше, чем затраты на предотвращение кризиса.