Решение вопросов глобального потепления
Группа ученых университета в Великобритании (знаменитого Кембриджа), занялась вопросом анализа предложений спасти Землю от потепления. Эту инициативу поддержал известный профессор Дэвид Кинг, который подчеркивает, что на данный момент предлагаемые способы не могут быть эффективными и предотвратить надвигающееся изменение климата. Поэтому было поддержано инициированное им создание специального центра, который занимается координацией этого вопроса. Его ученые уверяют, что усилия и действия, предпринятые в самое ближайшее время, окажутся определяющими в вопросе будущего человечества и эта проблема сейчас является одной из важнейших.
Профессор Дэвид Кинг
И главная задача данного центра – это не только и не столько работа с геоинженерными проектами и их непосредственная оценка с точки зрения вмешательства в процесс потепления, но и решение климатических задач. Этот центр стал значимой частью инициативы университета, которая получила название «Будущее без парниковых газов», в рамках которой предполагается совместное сотрудничество климатологов, инженеров и даже социологов.
Среди предложений центра по решению вопроса потепления попадаются достаточно интересные и уникальные варианты:
удаление СО2 из земной атмосферы и захоронение углекислоты. Интересный вариант уже изученной концепции секвестра СО2 из состава атмосферы, который основывается на перехвате выбросов углекислоты на этапе электростанций (угольных или газовых) и ее захоронение под толщей земной коры. Так, разработка пилотного проекта утилизации углекислоты уже запущенна в Южном Уэльсе совместно с компанией Tata Steel, специализирующейся в металлургической области.
Распыление соли на территории Мирового океана. Эта идея – одна из далеко идущих и позволяет изменить уровень отражательной способности облачных слоев атмосферы над полюсами Земли. С данной целью рассматривается возможность распыления морской воды с использованием гидрантов усиленной мощности, которые будут установлены на морских судах с автоматических управление в северных территориях. С этой целью предлагается распылять морскую воду с помощью мощных гидрантов, установленных на автоматических судах в полярных водах.
Благодаря этому в воздухе создадутся микрокапли раствора, с помощью которых возникнет облако, обладающее повышенным уровнем альбедо (проще говоря, отражательной способности) – и оно своей тенью повлияет на процесс охлаждения и воды, и воздуха.
Засев территории океана живыми культурами водорослей. С помощью такого подхода предполагается увеличить степень поглощения углекислоты. Подобная схема предусматривает процесс распыления над толщей воды железа в виде порошка, что стимулирует выработку фитопланктона.
Некоторые подобные разработки включают в себя размножение ГМО-кораллов, которые могут выдерживать существование в воде не низкой температуры, а также обогащение морских вод химическими веществами, понижающими ее кислотность.
Последствия прогнозируемого учеными коллапса из-за глобального потепления, безусловно, грозят катастрофой, но не все так критично. Так, человечеству известно огромное количество примеров, когда тяга к жизни, наперекор всему, одерживала сокрушительную победу. Взять, к примеру, тот же известный всем Ледниковый период. Многие ученые склонны считать, что процесс потепления не является какой-то катастрофой, а относится всего лишь к некоторому периоду климатических моментов на Земле, происходящих на протяжении всей ее истории.
Человечество достаточно долгое время предпринимает усилия для улучшения состояния планеты – и, продолжая в том же духе, мы имеем все шансы с наименьшим риском пережить этот период.
Борьба с глобальным потеплением
Помимо проблемы глобального потепления естественно существуют и факторы (как природного происхождения, так и антропогенного), которые способствуют процессу его замедления. Прежде всего, этому процессу существенно способствуют океанические течения. Так, в последнее время было замечено замедление Гольфстрима, а также понижение уровня температур на территории Арктики.
К методам борьбы с потеплением и наиболее эффективным и действенным путем решения этой проблемы можно отнести рациональное отношение к вопросу ресурсообмена за счет сокращения уровня выбросов парниковых газов.
Мировое сообщество прилагает максимум усилий к переходу от привычных методов получения энергии, большинство из которых связано со сжиганием углеродных составляющих, к альтернативным способам добывания топлива. Разрабатывается применению солнечных батарей, альтернативных электростанций (ветряных, геотермальных и других) и тому подобная энергетика.
При этом немаловажное значение имеет разработка, а также процесс усовершенствования нормативной документации, которая направлена на уменьшение уровня выброса парниковых газов. Многие страны мира в связи с этим ратифицировали Рамочную конвенцию ООН, регулирующую изменение климата, дополненную Киотским протоколом
При этом значительную роль в решении проблемы играют и законы, регулирующие углеродные выбросы на правительственном уровне государств
Многие страны мира в связи с этим ратифицировали Рамочную конвенцию ООН, регулирующую изменение климата, дополненную Киотским протоколом. При этом значительную роль в решении проблемы играют и законы, регулирующие углеродные выбросы на правительственном уровне государств.
Причины и механизмы возникновения периодических оледенений в кайнозойскую эру
На данный момент считается, что периодические обледенения стали результатом образованием Панамского перешейка между Северной и Южной Америками, что изменило картину океанических течений — кольцевое океаническое течение, возникающее вследствие силы Кориолиса, стало поступать в высокие широты, неся туда более теплую воду. Это течение известно нам под названием Гольфстрим. Поступление теплой воды в свою очередь вызвало увеличение содержания водяного пара в высоких широтах, который стал усиленно конденсироваться и образовывать ледяные шапки, что привело к обледенению. Из-за обледенения повысилось альбедо планеты, в результате чего уменьшилась средняя температура, вследствие чего в высокие широты стало поступать менее теплая вода и количество водяного пара уменьшилось. Что привело к уменьшению ледяных шапок, уменьшению альбедо и потеплению. И такой цикл регулярно повторяется в последние несколько миллионов лет.
С учётом того, что в процессе задействовано огромное количество энергии, возникают вполне очевидные сомнения, что антропогенная деятельность хоть в какой-то существенной мере может повлиять на циклические процессы глобального потепления и похолодания.
Чего уже удалось добиться
Несмотря на сложности, система в принципе работает. На сегодняшний день Евросоюзу удалось сократить общие выбросы углекислого газа больше, чем любому другому региону мира – на 22% по сравнению с 1990 годом. Для сравнения: в США за этот же период выбросов стало меньше на 15%, такой же показатель в России, а в Китае выбросов стало больше в 3,5 раза. Во всем мире выбросы парниковых газов выросли на 16%, по данным Всемирного Банка.
— Не во всех странах снижение вредных выбросов происходит по одним и тем же причинам, — замечает Гилберт. – В России и в некоторых странах Евросоюза, которые раньше входили в социалистический блок, снижение выбросов произошло из-за того, что закрылись убыточные предприятия, на которые приходилась их львиная доля. Но при этом «устойчивые» технологии развиваются недостаточно.
Есть и другие предложения «легкого пути» снижения выбросов парниковых газов.
— Многие страны, в том числе и Россия, предлагают высаживать больше деревьев, чтобы снизить выбросы парниковых газов. Да, деревья действительно поглощают углекислый газ, и деревьев должно быть больше, особенно в городах. Но даже если площадь лесов на Земле удвоится (что невозможно – на вершинах Гималаев или в Сахаре леса не посадишь), этого не хватит, чтобы поглотить весь «лишний» углекислый газ. Так что развивать и внедрять «устойчивые» технологии все равно придется.
Последствия глобального потепления
Глобальное потепление представляет собой серьезную опасность для человечества, и, прежде всего, требуется осознать все последствия этого необратимого процесса:
- Рост среднегодовой температуры: она неуклонно повышается с каждым годом, что с прискорбием констатируют ученые;
- Таяние ледников, с чем уже тоже никто не спорит: к примеру, аргентинский ледник Упсала (его площадь составляет 250 км2), который когда-то был одним из самых значительных на материке, ежегодно тает на катастрофические 200 метров;
- Увеличение уровня вод в океане.
В следствие таяния ледников (в основном пострадали Гренландия, Антарктида, Арктика) уровень воды ежегодно поднимается – сейчас он изменился почти на 20 метров.
- Пострадают множество видов животных;
- Увеличится количество дождей, а в некоторых районах, наоборот, установится засушливый климат.
Сообща и по отдельности
Первые заявления о том, что ЕС должен развиваться «устойчиво» — то есть без вреда для будущих поколений — появились еще в 1986 году. Они были зафиксированы в Едином европейском акте, который стал предтечей договора о создании общего рынка Европейского сообщества. Но нынешние правила игры появились в 2005 году в стратегии Евросоюза по борьбе с изменением климата, которую обновили в 2014-2015 годах.
Система Евросоюза по снижению парниковых выбросов делится на 2 составляющие. За одну часть снижения выбросов ответственны национальные стратегии. Они регулируют уровень выбросов от транспорта, строительного сектора, сельского хозяйства и утилизации мусора.
За вторую часть «отвечает» общеевропейская «Система торговли выбросами углерода». Это система квот, которые распределяются по секторам и странам. Они действуют в 31 стране (помимо 28 стран ЕС в этой системе участвуют Исландия, Норвегия и Лихтенштейн) и затрагивают 11 тысяч предприятий с самыми высокими выбросами парниковых газов – это крупные производители энергии и промышленные предприятия.
Каждому предприятию из этих сфер приходится покупать квоты на парниковые выбросы, и чтобы этого не делать, они должны разрабатывать новые технологии без выбросов.
Чтобы все-таки снизить парниковые выбросы к 2030 году согласно плану, обе системы нужно реформировать, считает Гилберт:
— Национальные стратегии принимались довольно давно, в начале 2000-х годов – тогда мы меньше знали об изменении климата. В результате не все цели адекватны – какие-то занижены, а другие слишком высокие. А стоимость квот на выбросы парниковых газов для компаний пока настолько низкая, что им выгоднее покупать квоты, чем разрабатывать новые технологии.
Факторы, замедляющие потепление
Если бы не мировой океан, температура воздуха у земной поверхности поднималась бы еще быстрее. Он поглощает лишнюю тепловую энергию и четвертую часть двуокиси углерода, выделяемого в атмосферу. Чем холоднее, тем эффективнее протекает процесс. Насыщенная CO2 вода опускается вниз, где газ хранится долгое время. Часть его накапливается в морских отложениях. Однако с усиленным поглощением диоксида связывают чрезмерные нагревание, окисление, испарение воды.
Антропогенные факторы, тормозящие негативные процессы:
- Строительство новых АЭС, заменяющих существующие ТЭС. В отличие от последних они используют для получения электроэнергии не органическое топливо, а энергию атома.
- Внедрение инновационных технологий, направленных на очищение атмосферы от парниковых газов: метана, диоксида углерода, гидрофтор-и перфторуглеродов, оксида азота, гексафторида серы.
- Развитие “зеленой” энергетики, то есть использование энергии воды, ветра, солнца вместо сжигания ископаемых видов топлива.
- Восстановление лесов.
Рекомендуем: Самая грязная страна в мире: рейтинг, критерии оценки и основные экологические проблемы
Факторы, влияющие на климат
Вокруг глобального потепления вертится огромное количество мифов, распространяемых как сторонниками теории антропогенного влияния, так и ее противниками. И если первые стремятся преувеличить вклад человека, то вторые, напротив, стремятся представить все так, будто бы человек вовсе не причастен к нынешнему потеплению климата. Ситуация усугубляется тем, что на русскоязычных сайтах катастрофически не хватает достоверной информации, посвященной теме изменения климата, а основные научные исследования проблемы изменения климата проводятся на Западе. Часто путают климат и погоду, принимая очень холодную зиму за «опровержение», а жаркое лето за «доказательство» глобального потепления. Чтобы узнать, есть ли потепление или нет, нельзя ограничиваться коротким сроком в год или сезон. Даже десятилетия может оказаться мало. Нужно наблюдать за температурой в течение многих десятилетий, правильно производить статистический анализ накопленных данных, чтобы «сгладить» местные температурные аномалии.
Совершенно ясно, что климат менялся всегда и что на его изменение влияет большое количество факторов (содержание парниковых газов и золей в атмосфере, параметры орбиты планеты и т. д.). Современная эпоха — не исключение. Просто теперь появился еще один фактор — промышленные выбросы, и его вклад также нужно учитывать, и делать это трезво, не преувеличивая и не преуменьшая.
Картина усложняется еще и тем, что углекислый газ — далеко не единственный парниковый газ, и далеко не самый сильный. На климат Земли едва ли не большее влияние оказывают водяные пары, концентрация которых в атмосфере лишь возрастает с ростом глобальной температуры. В свою очередь, рост концентрации водяных паров лишь усиливает потепление, и получается своего рода порочный круг. Но есть одна существенная разница между углекислым газом и водяным паром: содержание последнего очень сильно зависит от температуры и, как следствие, от широты. На полюсах, где температура очень низкая, содержание и вклад водяного пара также не может быть большим, и здесь решающую роль оказывает именно CO2.
Есть еще одна схема положительной обратной связи. Дело в том, что с увеличением температуры падает и растворимость углекислого газа в воде. Поэтому с ростом глобальной температуры количество углекислого газа в атмосфере также должно расти, поскольку он начинает высвобождаться из поверхностных вод Мирового океана.
С 70-х по 90-е годы потепление происходило наиболее активно именно потому, что природные и антропогенные факторы действовали в одном направлении. Начиная с середины 1990-х потепление значительно замедлилось.Сообщения об «остановке» глобального потепления в период с 1995 по 2015 год не вполне соответствуют действительности. На графике изменения температуры за этот период присутствует всплеск, соответствующий невероятно мощному Эль-Ниньо 1998 года с последующим локальным похолоданием. На сглаженном графике рост по-прежнему продолжается, пусть и не такой быстрый. Природа «тянет» температуру вниз, уравновешивая вклад человека. После промышленной революции в Китае помимо выбросов углекислого газа в атмосферу стало попадать большое количество сажи, которая, напротив, может рассеивать солнечное излучение и потому тормозить потепление климата.
Какие последствия может иметь глобальное потепление
Чем же опасен углекислый газ в больших концентрациях в воздухе и к чему приведет глобальное потепление? Такое будущее прогнозируют уже давно и вот каким оно будет в 2100 году.
При отсутствии действий по смягчению последствий изменения климата, со способами и темпами хозяйственной деятельности аналогичными сегодняшним, мы будем жить в энергоемкой мире, основанном на использовании все более дефицитного и дорогостоящего ископаемого топлива. Человечество будет испытывать большие проблемы в сфере энергетической безопасности. Лесной покров в тропиках будет замещен сельскохозяйственными и пастбищными угодьями практически повсеместно. К концу 21-ого века, глобальная температура достигнет отметки на ≈ 5°С выше, чем до индустриальной революции.
Контрастность природных условий резко усилится. Мир полностью измениться при концентрации углекислого газа в атмосфере, равной 900 ppm. Произойдут широкие преобразования природной среды, часто в ущерб человеческой деятельности. Стоимость адаптации к новым условиям намного превысит стоимость смягчения последствий изменения климата.
Последствия в океане
Воды Арктики могут стать полностью свободными ото льда в летний период к 2050 году. Уровень моря повысится на 0,5-0,8 метров и продолжит повышаться после 2100 года. Многие населенные пункты и прибрежная инфраструктура по всему миру будут находиться под угрозой разрушения. Произойдет значительное увеличение случаев экстремальных ситуаций в прибрежной зоне (ущерб нанесут цунами, штормы и связанные с ними приливы).
Возникнет повсеместная гибель коралловых рифов в результате окисления и нагрева океана, повышения уровня моря и усиления интенсивности тропических циклонов и ливней. Изменения в рыболовстве даже не поддаются предсказаниям.
Последствия на суше
Области распространения вечной мерзлоты сократятся более чем на 2/3, что приведет к эмиссиям в атмосферу, эквивалентным выбросам углекислого газа за всю историю вырубки лесов. Многие виды растений будут не в состоянии достаточно быстро приспособиться к новым климатическим условиям. Увеличение температуры негативно скажется на урожае пшеницы, риса и кукурузы в тропических и умеренных широтах. В результате чего произойдет массовое исчезновение видов. Повсеместно будет не хватать пищи людям, голод станет одной из основных проблем человеческой цивилизации.
Последствия в атмосфере
Интенсивность и продолжительность периодов аномально жарких дней, по крайней мере, удвоится по сравнению с сегодняшним днем. Холодные и влажные северные регионы станут еще более влажными, а регионы с полусухим и пустынным климатом еще более сухими. Экстремальные осадки станут более интенсивными и частыми на большей части умеренных и тропических широт. Произойдет глобальное увеличение количества осадков, а ежегодная площадь наводнений увеличится в 14 раз.
Последствия для человека
Расчетный безопасный уровень концентрации CO2 для человека в 426 ppm будет достигнут в ближайшие 10 лет. Предполагаемый рост до 900 ppm в атмосфере к 2100 году очень негативно скажется на человеке. Постоянная вялость и усталость, чувство духоты, потеря внимания, обострение астматических заболеваний – это лишь малая часть неудобств, которые мы ощутим на себе. Постоянные перепады температур и погодных условий не принесут человеческому организму никакой пользы. Производительность труда сильно упадет. Эпидемиологический и болезненный риски очень повысятся в больших городах.
Находка
Хотя концентрация парниковых газов в атмосфере Земли увеличивается с середины XIX века, возникающее в результате повышение температуры поверхности, кажется, сохраняется снова и снова. Паузы были наиболее заметными и продолжительными в период с 1880 по 1910 год, с 1940 по 1974 год и с 1998 по 2014 год. В первые два упомянутых периода температура поверхности снизилась, несмотря на неконтролируемое увеличение концентрации парниковых газов, вызывающих потепление, наблюдавшееся в течение этот период — глобально даже назад.
Другие климатические переменные, такие как уровень моря, теплосодержание океанов или объем арктического морского льда, продолжили свою тенденцию. Во время предполагаемых пауз с потеплением глобальное потепление не прекращалось, только энергия перенаправлялась в другие части земной системы.
Как в Европе борются с парниковыми газами
Стратегии борьбы с изменениями климата – общеевропейская и национальные – сосредоточили внимание на трех главных сферах экономики, ответственных за наибольшую долю выбросов парниковых газов. Во-первых, это промышленность и производство энергии, на которую фактически завязано все остальное производство
Во-первых, это промышленность и производство энергии, на которую фактически завязано все остальное производство.
— Это очень важный сектор, в мире на него приходится до 40% выбросов углекислого газа, — говорит Гилберт. — Сейчас в Евросоюзе уже выгоднее получать энергию из возобновляемых источников: поставить солнечные панели дешевле, чем обслуживать угольную электростанцию.
Хороший пример – неподалеку от города Грац, где я живу, 25 лет назад построили угольную электростанцию. Она была экологически чистой и задерживала 99% вредных выбросов. В Австрию специально приезжали инженеры из других стран – даже таких далеких, как Япония – чтобы посмотреть, как она работает. Но несколько лет назад она закрылась. И не из-за протестов «Гринписа» или других экологических соображений. Просто стоимость электричества, полученного на угольных электростанциях, стала слишком высокой.
Во-вторых, это строительство новых энергоэффективных зданий и теплоизоляция старых построек.
— На обогрев тоже уходит много энергии. А тепло, которое уходит в атмосферу из отапливаемых зданий, тоже вносит свою лепту в изменение климата. Я работал в Астане, и когда пришел смотреть квартиру, где мне предстояло жить, я заметил, что там довольно жарко. Я сказал об этом хозяину, на что он ответил: «Откройте окошко». Для стран ЕС такое расточительство просто немыслимо. У нас давно все дома оборудованы термостатами, на которых мы выставляем нужную температуру, и не выпускаем на улицу ни капли «лишнего» тепла.
Третий важный сектор – это транспорт.
— Здесь главная задача – максимально сократить количество двигателей внутреннего сгорания, особенно которые работают на ископаемом топливе: бензине, дизеле или даже природном газе. Технологически решения тоже существуют. Например, в Германии уже есть автомагистрали для грузовиков-троллейбусов. Над ними протянуты провода, к которым подсоединяются большие фуры – и едут.
Ставить электродвигатели на фуры пока нецелесообразно – они недостаточно мощные, чтобы далеко увезти машину весом в несколько тонн.
Сейчас еще один сектор европейской экономики оказался под особенно пристальным вниманием европейских законотворцев. Это сельское хозяйство, на которое приходится около 10% выбросов углекислого газа в ЕС
— Здесь тоже много решений – от перехода на современную технику с низкой долей выбросов до специальных таблеток для животных, особенно коров, которые препятствуют образованию в их животе метана – еще одного парникового газа.
Результат глобального потепления сегодня
На сегодняшний день ученые подчеркивают (и их исследования опубликованы в серьезных научных изданиях Nature и Nature Geoscience), что у тех, кто скептически относится к общепринятым представлениям о разрушительности потепления, имеются в запасе не существенные аргументы.
Ученые составили график изменений климата за последние 2 тысячи лет, который наглядно показывает, что тот процесс потепления, проходящий сегодня не имеет аналогов как по темпам, так и по своим масштабам.
В связи с этим приверженцы теории, по которой изменения, происходящие в окружающей среде сегодня – всего лишь периодические, и после обязательно сменятся периодом похолодания, должны признать несостоятельность таких взглядов. Такой анализ имеет в своей основе серьезные исследования, такие, как изменения кораллов, изучение годовых колец, и анализ озерных осадочных явлений. На данный момент площадь земной суши на планете также изменилась – ее стало больше на 58 тысяч кв. км за последние тридцать лет.
Даже во время климатических изменений, которые получили название “Средневековый климатический оптимум” (в период до 1250 гг. н.э.), когда на планете царила эпоха достаточно теплого климата, все изменения относились только к Северному полушарию, да и затронули они не так много – не более 40% всей поверхности планеты.
Именно поэтому эксперты подчеркивают полную несостоятельность аргументов тех, кто скептически относится к процессу потепления и ставит под сомнение беспрецедентность тех процессов, которые наблюдаются на сегодняшний день, а также их безусловную антропогенность.
