Комплект 13

Задание.

Прочитайте статью «Глобальное потепление, или Высокий градус политики»,  посвящённую научным и политическим аспектам проблемы глобального потепления. Ответьте на вопросы, выполните задания.

1.      Какими факторами обусловлено глобальное потепление и действительно ли оно  угрожает существованию нашей цивилизации?

2.      Рассмотрите диаграмму (рис.1) и напишите, какие страны вносят наибольший «вклад» в создание парникового эффекта. Объясните, чем это обусловлено.

3.      Почему в разных странах отношение к Киотскому протоколу* неоднозначно? Аргументируйте свой ответ, приведите примеры.

4.      Рассмотрите карты (рис. 2), составленные в Центре космических исследований. Напишите, какие территории земного шара, согласно прогнозам, наиболее остро испытают на себе последствия глобального потепления. Как это может сказаться на их развитии?

5.      Объясните, как вы понимаете название статьи.

Глобальное потепление, или Высокий градус политики

Каждый, кто внимательно следит за научными новостями, не испытывает недостатка в свидетельствах потепления климата. Ещё 10-15 лет назад большинство учёных считали, что наблюдаемое потепление климата – всего лишь временное  и локальное явление. Однако рост температур в последние годы убедил большинство скептиков в том, что глобальное потепление действительно наступает. Причём уже понятно, что в различных районах оно проявляется с разной силой. Самая ходовая гипотеза, объясняющая всё происходящее, связывает изменение климата с так называемым парниковым эффектом.

Максимум спектра солнечного излучения, как известно, приходится на видимый диапазон. Это излучение почти беспрепятственно проходит через земную атмосферу, если только в ней нет облаков. Попав на земную поверхность или в воду, фотоны частично поглощаются, отдавая свою энергию, и частично рассеиваются – отражаются в произвольном направлении. Рассеянное излучение с высокой вероятностью уходит обратно в космос, и его энергия для Земли оказывается потерянной. То же самое происходит со светом, рассеянным облаками. Причём они отражают гораздо больше фотонов, чем почва или вода. Именно поэтому увеличение глобальной облачности понижает среднюю температуру. То же самое можно сказать про снег и лёд на поверхности Земли.

В целом долю света, которая теряется за счёт рассеяния, характеризуют параметром под названием «альбедо». Первоначально им пользовались в основном астрономы, но теперь заинтересовались и климатологи. Альбедо Земли составляет 35 – 37%. Это значит, что 63 – 65% солнечной энергии поглощается нашей планетой. А раз энергия непрерывно поступает, значит, должна расти температура. Но она миллиарды лет остаётся почти постоянной, испытывая лишь небольшие колебания относительно среднего значения. Вывод: должен существовать канал для оттока энергии обратно в космос.

И такой канал действительно существует – это тепловое излучение самой Земли. Как известно, любое нагретое тело испускает кванты, соответствующие его абсолютной температуре. Средняя температура поверхности Земли – около 15° Цельсия, или около 300°  по Кельвину. Этой температуре соответствует середина инфракрасного участка спектра. Вся поверхность нашей планеты, включая дневную и ночную стороны, моря и горы, пустыни и ледники, постоянно светит в этом диапазоне длин волн. Однако именно в этой области находятся линии поглощения ряда газов, входящих в земную атмосферу. В их числе углекислый газ, метан и водяной пар – так называемые парниковые газы. Хотя этих газов в атмосфере относительно мало – углекислого газа, например, менее 0,04%, – различных линий поглощения так много, что они сливаются в сплошные полосы. Инфракрасный квант, излучённый земной поверхностью, будет неоднократно переизлучаться, пока не доберётся до высоты 4-5 км. Только оттуда у него есть шанс уйти в космос. Но температура на этой высоте примерно на 35° ниже, чем на поверхности Земли. Поэтому мощность излучения тоже заметно меньше (примерно на 40%), и это делает процесс охлаждения менее интенсивным.

Если парниковых газов становится больше, то тепловое излучение уходит в космос с ещё большей высоты при ещё меньшей температуре. Что могло бы случиться с Землей, если бы парниковых газов в её атмосфере было намного больше, можно видеть на примере Венеры. Укрытая плотной шубой из углекислого газа, планета разогрелась почти до 500°C, и только тогда было достигнуто равновесие между притоком и оттоком энергии. Впрочем, и недостаток парниковых газов – тоже не лучше. На Марсе атмосфера хотя и состоит в основном из CO₂,  но столь разрежена, что условия там даже на экваторе напоминают земную Антарктиду.

Можно сказать, что парниковые газы – это своего рода форточка Земли, с помощью которой можно регулировать теплоотдачу нашей планеты, меняя тем самым температуру на её поверхности. И вот похоже, что сейчас эту форточку довольно сильно прикрыли. Как показывают измерения, концентрация CO₂, основного парникового газа в земной атмосфере, повысилась за последние сто лет на 26% и сейчас каждый год увеличивается на полпроцента. Причём соответствующего роста совокупной биомассы зелёных растений, питающихся углекислым газом, почему-то не наблюдается. Представленная ниже диаграмма (рис.1) наглядно демонстрирует, какие страны мира, по данным 2000 г., наиболее активно сжигают нефть.

 Рисунок 1. Выбросы парниковых газов странами, наиболее активно сжигающими нефть  

Казалось бы, нет ничего более естественного, чем увязать глобальное потепление с ростом концентрации углекислого газа в атмосфере, а этот рост – со сжиганием ископаемого топлива. При таком объяснении звенья выстраиваются в одну цепь, да ещё и сразу становится понятно, что надо делать – сокращать выбросы CO₂, а значит, отказываться от использования угля, нефти и газа. Именно этого и требует Киотский протокол, подписанный в 1997 году. Но оказывается, пока нельзя уверенно утверждать, что наблюдаемые изменения действительно связаны с деятельностью человека. Вполне возможно, что, принимая на себя вину за глобальное потепление, правительства вместо поиска истины идут по пути самооговора, к которому их активно склоняют экологи. Люди, не имея достоверных данных о том, что повышение уровня CO₂ в атмосфере носит техногенный характер, тем не менее готовы принять на себя весьма обременительные обязательства по сокращению его выбросов.

Например, в Европейском Союзе, и особенно в Великобритании, возобладало мнение о том, что потепление происходит преимущественно по вине человека. Именно поэтому ЕС активно лоббировал принятие Киотского протокола. Построенная на нём международная система торговли квотами на выброс парниковых газов стимулирует развитие альтернативной энергетики и энергосберегающих технологий. Эти технологии ещё долго оставались бы нерентабельными, но, получив «допинг» от Киотского протокола, они вполне могут лет через 10–20 составить конкуренцию традиционной нефтегазовой энергетике. А это важный для Европы шаг в обеспечении энергетической независимости. Другой мотив – скрытая экономическая помощь развивающимся странам, необходимая для повышения международной стабильности. Открыто оказать масштабную помощь не позволяет общественное мнение жителей Европы. И тут Киотский протокол оказался как нельзя кстати – для развивающихся стран в нём практически нет ограничений по выбросам углекислого газа, а вот развитым придётся оплачивать превышение квот. На практике это эквивалентно экономической помощи, но проводиться она будет под популярными в Европе экологическими лозунгами.

В США правительство Буша, связанное с нефтяным лобби, выступило против Киотского протокола, резонно заявляя, что влияние человека на климат пока не доказано. Вместе с тем в университетской среде США к глобальному потеплению и возможности воздействия человека на климат относятся более обеспокоенно, чем в правительственных структурах (рис.2).

Рисунок 2. Прогноз роста засушливых областей, вызванных глобальным потеплением. Моделирование выполнено на суперкомпьютере в Институте космических исследований им. Годдарда (NASA, GISS, США)

Интересен и пример России, правительство которой проигнорировало мнение большинства отечественных климатологов о том, что Киотский протокол не имеет надёжного научного обоснования, и ратифицировало его ради укрепления отношений с ЕС и в надежде получить прибыль от продажи недоиспользуемой квоты на выброс CO₂. В целом проблема изменения климата на сегодня является той зоной, где наука столь тесно переплетена с политикой, что очень трудно отличить одно от другого. Остаётся только надеяться, что прогресс в сфере климатологических исследований позволит со временем распутать этот клубок.

Результаты исследований всё тех же ледниковых кернов заставили усомниться в обоснованности требований Киотского протокола. Дело в том, что повышение уровня CO₂ в атмосфере зачастую не предшествовало потеплению, а следовало за ним. То есть оно являлось не причиной, а следствием потепления. Механизм этого явления нетрудно объяснить – при повышении температуры в атмосферу выходит углекислый газ, растворённый в воде (а здесь его в 60 раз больше, чем в воздухе) и находящийся в твёрдых породах. Этот эффект может, конечно, усиливать потепление, но вовсе не обязательно, что рост содержания CO₂ может спровоцировать потепление, если климатическая система к этому «не готова».

Трудно привести пример другой столь комплексной задачи, которая с такой остротой когда-либо стояла бы перед человечеством. И тем важнее при её решении не подменять честные исследования пропагандистскими заявлениями, будь они «за» или «против» потепления. Ведь в конечном счёте важно, не кто победит в споре, а что происходит на самом деле. Ну, а для того чтобы это узнать, надо продолжать исследования, держа в голове все возможные варианты и не забывая о том, что ставки в околоклиматических играх – по-настоящему глобальные.

                                                                        (По материалам журнала «Вокруг света»)

*Киотский протокол – международный документ, принятый в Киото (Япония) в декабре 1997 г. в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата