Книга: Разум побеждает: Рассказывают ученые

М. И. Будыко, член-корреспондент АН СССР, лауреат Ленинской премии Можно ли преобразовать климат!

<<< Назад
Вперед >>>

М. И. Будыко, член-корреспондент АН СССР, лауреат Ленинской премии

Можно ли преобразовать климат!

За последние десятилетия, особенно в последние годы, мы много слышим и говорим о том, что развитие техники оказывает большое и часто губительное действие на окружающую среду: происходит загрязнение воздушного и водного бассейнов, исчезают леса, мелеют реки, заболачиваются озера, сокращаются рыбные запасы, находятся под угрозой исчезновения многие виды диких животных. С другой стороны, известно, что при соблюдении необходимых мер предосторожности современная цивилизация может мирно «сосуществовать» с окружающей средой, в чем, между прочим, наглядно проявляется факт, что человек постепенно учится властвовать над стихийными природными процессами.

Что же касается климатических условий, то еще недавно казалось бесспорным, что человеческая деятельность не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на среднегодовые температуры, характерные для того или иного района, на количество выпадающих в течение года осадков, на число солнечных дней и т. п. Однако сейчас на вопрос: «Происходят ли в климате изменения, которые могут быть объяснены деятельностью человека?» — уже можно дать утвердительный ответ: да, происходят, правда еще в сравнительно небольших пределах.

Всем, например, хорошо известно: в нашей власти изменить «климат» внутри дома — согреть комнаты в самую лютую стужу или охладить воздух в квартире с помощью кондиционера в жару. Установлено также, что в больших городах за счет сжигания больших количеств топлива и некоторых других факторов происходит изменение микроклимата — в них становится несколько теплее, чем в близлежащих районах. Изменения же среднегодовых температур оказывает в свою очередь определенное влияние на число пасмурных дней, на количество выпадающих осадков. Впрочем, тут действует и еще один фактор, а именно резкое возрастание количества пыли и дымовых частиц в воздухе над городами.

Сильное «запыление» атмосферы может привести даже к более значительным изменениям климата. Многие геологи и климатологи считают, например, что происходившие на Земле неоднократные оледенения были связаны с активизацией вулканической деятельности. Ведь во время извержений в атмосферу выбрасывалось огромное количество дыма и пепла, которые уменьшали прозрачность атмосферы, а следовательно, земная поверхность получала меньше солнечного излучения. Вот почему вслед за периодами бурной вулканической деятельности следовали ледниковые периоды. С другой стороны, некоторое потепление климата, наблюдавшееся в первой половине нашего века, вероятно, связано было с тем, что в предшествующие десятилетия не происходило сильных массовых извержений вулканов. В результате понизилась концентрация пыли в нижних слоях атмосферы, и земная поверхность стала лучше прогреваться.

А вот сегодня человек в процессе своей хозяйственной деятельности начинает в ряде случаев «состязаться» с вулканами: кто больше выбросит пылевых частиц в атмосферу. Впрочем, трудно высказать какие-либо определенные предположения о том, как повлияет запыление атмосферы на климат будущего, — ведь пока неизвестно, насколько сильно изменится концентрация пыли в атмосфере под воздействием человеческой деятельности. С одной стороны, заводские трубы выбрасывают тучи дыма, а с другой — уже принимаются эффективные меры к тому, чтобы уменьшить загрязнение воздуха.

Многие города сегодня разрастаются в так называемые мегаполисы, образуют районы сплошных застроек, тянущихся на сотни километров. Соответственно в этих районах изменяется и микроклимат. Действует на климат и интенсивное промышленное производство — тут счет идет уже на многие тысячи квадратных километров. Собственно, пора говорить об изменении человеком климата в весьма значительных масштабах. По сути дела, речь идет уже не о «микроклиматах», а о «районных климатах», «местных климатах» соответствующего термина еще не выработано, хотя само явление существует.

Но дело не ограничивается тем, что, сжигая топливо, мы буквально согреваем атмосферу, во всяком случае ее приземные слои. Приход и расход тепла в очень большой степени определяется не только наклоном, углом, под которым падают на данную территорию солнечные лучи, но и условиями, определяющими отражение солнечного тепла в мировое пространство. Известно, например, что вода служит прекрасным аккумулятором солнечной энергии. И когда мы создаем огромные водохранилища, то тем самым оказываем воздействие на баланс солнечной энергии. Леса и открытые пространства по-разному отражают солнечный свет. Значит, уничтожая леса, заменяя их пашнями, мы тоже воздействуем на климат.

Еще одно важное обстоятельство. При сжигании топлива выделяются огромные количества углекислого газа. Как известно, его поглощают зеленые растения, усваивающие содержащийся в нем углерод и выделяющие в воздух кислород. Но растения уравновешивают, так сказать, естественный кругооборот углерода и кислорода на планете. Те же добавочные порции углекислого газа, которыми человек в процессе своей деятельности насыщает атмосферу, постепенно накапливаются в ней. Допустимый для нормальной жизнедеятельности человеческого организма предел насыщения воздуха углекислым газом не будет превышен еще в течение сотен, а может быть, и тысячи лет. Но это никак не должно нас успокаивать. Дело в том, что углекислый газ практически прозрачен для световых лучей, но непрозрачен или плохо прозрачен для лучей тепловых. Солнечные лучи поглощаются землей, растительностью, водной поверхностью, которые, нагревшись, сами становятся источниками теплового излучения. А накопление углекислого газа в атмосфере приводит к тому, что значительная часть тепловых лучей, которая раньше уходила в мировое пространство, теперь задерживается в нижних слоях атмосферы. Мы имеем тут дело с так называемым «тепличным эффектом» (подобным образом создается микроклимат в теплицах).

Есть и другие факторы, приводящие к тому, что уже сейчас под влиянием человеческой деятельности наблюдаются некоторые — подчеркнем еще раз: пока что незначительные — изменения климата на довольно больших территориях. Эти изменения ощущались бы гораздо сильнее, если бы ветры не перемешивали атмосферу, не уравнивали условия на огромных пространствах. Но тут возникает еще одна проблема: окажется ли нивелирующее воздействие ветров достаточным, чтобы предотвратить заметные климатические изменения в будущем?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо составить себе представление не только о масштабах воздействия человека на окружающую среду в настоящее время, но и на то, каковы тенденции развития такого рода воздействий.

Установлено, что сейчас производство энергии возрастает во всем мире примерно на 6 процентов в год. Если такие темпы роста сохранятся и в будущем — а никаких признаков возможности замедления прироста пока нет, то последствия могут оказаться весьма серьезными. В самом деле, при шестипроцентных годовых приростах удвоение производства энергии происходит примерно каждые 10 лет. А это означает, что в течение века производство энергии возрастет более чем в тысячу раз. И если сейчас нагрев атмосферы за счет производства энергии еще очень мал по сравнению с тем, как прогревается атмосфера солнечными лучами, то через 100 лет — всего лишь через 100 лет — соотношение природного и промышленного тепла существенно изменится.

Однако и само по себе ежегодное увеличение производства энергии на 6 процентов достаточно для того, чтобы к середине XXI в. началось быстрое повышение планетарной температуры. Расчеты показывают, что влияние дополнительного, связанного с хозяйственной деятельностью человека тепла на единицу площади в любом районе Земли окажется столь же значительным, как и влияние того дополнительного притока тепла, за счет которого происходит повышение среднегодовых температур в районах больших городов. Значит, опасность перегрева всей атмосферы совершенно реальна.

Таким образом, развитию энергетики в будущем может помещать не истощение запасов топлива, а некий «тепловой барьер», определяемый недопустимостью перегрева нашей планеты. В связи с этим возникла идея — у нас ее защищает академик Н. Н. Семенов — о целесообразности широкого использования в будущем для хозяйственных целей солнечной энергии. В этом случае потребление энергии может расти безгранично без угрозы перегрева атмосферы. Ведь использоваться будет та энергия, которая теперь все равно расходуется на нагревание воздуха.

Но тут следует сделать существенную оговорку. Главная опасность состоит не в том, что мы, как печкой, перегреем нашу планету. Гораздо раньше, чем это случится, могут наступить глубокие изменения климата в результате того, что нарушатся отдельные элементы, части той сложной «машины погоды», которая определяет привычные нам климатические условия: влажный и теплый климат побережья Черного моря, сухой и жаркий — в среднеазиатских республиках, резко выраженный континентальный — в большей части Сибири и т. д.

Допустим, что в результате некоторого потепления, вызванного увеличением производства энергии и возрастанием содержания углекислого газа в атмосфере, в какой-то момент начнется медленное отступление полярных льдов, увеличится пространство чистой воды. Вода будет аккумулировать солнечное тепло, которое теперь отражается от поверхности льда. В итоге замедлится замерзание водоемов в зимние месяцы, толщина ледяного покрова, нарастающего в зиму, уменьшится. На следующий год площадь чистой воды за счет этого окажется еще большей. Такая тенденция может в обозримые сроки резко уменьшить поверхность «ледяной шапки», окружающей Северный полюс. А это в свою очередь нарушит установившийся в течение многих тысячелетий характер воздушных потоков, перемещающих холодный арктический воздух в низкие широты. В результате изменится весь годовой ритм «машины погоды». Не исключено, что это отразится — и очень сильно — на распределении осадков на территории континентов. Может начаться наступление пустынь на основные районы земледелия.

А вот вам и совершенно иная перспектива. Реки, впадающие в Ледовитый океан, в первую очередь наши могучие сибирские реки, несут в него не только свои воды, но и огромные запасы тепла — температура речной воды выше температуры воды в этом океане. Существуют проекты изменения речного стока, отведения значительной части стока сибирских рек в районы, страдающие от засух, или в промышленные районы, где потребность в воде уже не покрывается наличным речным стоком. Но если при этом превысить некоторый предел, то баланс тепла в прибрежных районах Ледовитого океана настолько нарушится, что летом лед будет таять гораздо медленнее, чем теперь. Ухудшатся условия плавания по Северному морскому пути, а главное, летнее тепло перестанет аккумулироваться водами самого океана. Как следствие этого, ежегодно начнут сокращаться поверхности, освобождающиеся летом от ледового покрова. И так, стремительно нарастая, начнется наступление льда на материк.

Во взглядах климатологов в последнее время произошли большие изменения. Еще недавно они считали, что радикальные изменения климата могли бы произойти только при существенном увеличении или уменьшении притока энергии к земной поверхности. Теперь уже установлено, что уменьшения притока энергии всего на 2 процента от существующей «нормы» было бы достаточно для того, чтобы вызвать полное оледенение всей Земли.

А единожды изменив климат, вызвав всемирное оледенение или, наоборот, уничтожив полярные льды, будет уже очень трудно восстановить нарушенное равновесие в природе.

В прошлом Земля пережила немало резких климатических колебаний. Наступали и проходили периоды оледенений, каждый из них длился десятки тысяч лет — колебания климата происходили очень медленно. Теперь же возможны изменения в климате, которые произойдут в течение нескольких десятилетий. А это может существенно сказаться не только на нашем привычном быте, но и на всей хозяйственной деятельности. Вот почему уже теперь, когда мы еще не ощущаем сколько-нибудь реально последствий воздействия цивилизации на климатические условия, географы и геофизики серьезно обсуждают проблемы возможных изменений климата Земли под воздействием человека.

И тут мы переходим к еще одной группе вопросов, которыми заняты и советские, и зарубежные специалисты в области геофизики.

Чтобы с уверенностью говорить о возможных последствиях воздействия человека на климат нашей планеты, следует в первую очередь уточнить наши знания о том, какие условия определяют климатические особенности различных зон. Но допустим, сложные механизмы погоды изучены, мы уже знаем все условия, от которых зависит климат того или иного района. Значит ли это, что последствия любого технического проекта, вроде поворота сибирских рек или сооружения на них огромных водохранилищ, могут быть предсказаны с абсолютной точностью? К сожалению, еще нет. Механизмы погоды, условия, определяющие климатические особенности различных зон, настолько сложны, что последствия их изменений возможно учесть только в результате целых серий длительных и трудных исследований. Тут требуются применение методов систематического анализа, создание специальных моделей, позволяющих воспроизводить различные сочетания воздействующих на климат природных и не природных факторов, методы математических расчетов, позволяющие составлять программы исследований с помощью электронно-вычислительных машин. Короче говоря, коль скоро мы «выросли» до такой степени, что собираемся воздействовать на климат, то необходимо заранее подготовиться к этому с полным сознанием ответственности за все возможные последствия.

В принципе эти последствия могут оказаться очень нежелательными, весьма затрудняющими нашу деятельность, наш быт. Но никакой фатальной неизбежности тут нет, никакой злой рок не тяготеет над человечеством. И если мы в понятие «изменение окружающей среды» включаем теперь представление об изменениях климата в масштабах больших районов, континентов, то это в конечном счете означает лишь то, что могущество человека возрастает стремительно, что его научные достижения начинают воплощаться в технические устройства и сооружения гораздо быстрее, чем раньше, что научно-техническая революция коренным образом изменяет прежние представления о соотношении масштабов природных явлений и влиянии на них человеческой деятельности.

Подчеркнем еще раз: хозяйственная деятельность человека может оказать сильное влияние на климатические условия, вызвав необратимые и нежелательные процессы. Однако сама хозяйственная деятельность, во всяком случае в социалистическом обществе, поддается планированию, ее можно регулировать, ею можно управлять. Поэтому в нашей власти предотвратить нежелательные изменения климата. Но чтобы суметь это сделать, необходимо знать, как именно могут повлиять на климат различные стороны хозяйственной деятельности человека.

Как видим, это обязывает нас уделять достаточное внимание изучению механизмов, управляющих природными явлениями, повышает роль науки в жизни человеческого общества, приводит к тому, что научное мировоззрение становится обязательным условием технического и социального прогресса. С этой точки зрения следует, на наш взгляд, оценивать сейчас не только роль таких областей науки, как математика, физика, геофизика — вообще точные науки, но и значение наук общественных, в частности марксистско-ленинской философии. Недаром у нас теперь все чаще проходят плодотворные встречи философов и естественников, а сама философия все в большей степени начинает заниматься решением кардинальных социальных и естественнонаучных проблем.

<<< Назад
Вперед >>>
Похожие страницы

Генерация: 5.534. Запросов К БД/Cache: 3 / 1
Вверх Вниз