Изменения климата: идентификация угрозы
Задача ученого - обеспечить научно обоснованную базу для принятия адекватных решений в области устойчивого развития общества. Поэтому анализ вызовов и угроз, особенно в современном информационном обществе, не может проводиться вне общественной дискуссии. Как показал опыт решения острых общественно значимых проблем последних десятилетий – от добычи сланцевого газа до стратегий борьбы с изменениями климата – эксперты не могут просто предложить обществу результат закрытой кабинетной работы, в надежде, что общество согласится с выводами. Слишком велика цена ошибки, расплачиваться за которую придется каждому из нас.
Дискуссия о характере климатических изменений показывает, что большинство людей признает существование таких изменений. Однако адекватно представить, в чем же состоит угроза кажущихся слишком медленными изменений, или каков характер этих угроз, могут не все. Это означает, что ученые должны по возможности связно и последовательно излагать результаты своей работы. Как эксперт по чрезвычайным ситуациям, я попробую представить это со своей точки зрения.
Например, показательной является позиция некоторых экспертов в вопросе влияния климатических изменений на риски лесных и – шире – ландшафтных пожаров. Зачастую приходится слышать мнение, что если причиной возгораний в 99% случаев является человеческий фактор, а само возгорание, как правило, обусловлено краткосрочными метеорологическими условиями, то климат на риски пожаров не влияет. Однако, это не совсем так. Риски пожаров тесно связаны с наличием природного топлива – мертвой биомассы, ее объемом и состоянием, которые формируются не один год, а потому зависят от долгосрочных климатических показателей, определяющих развитие экосистемы.
За последние 25-30 лет ежегодно средствами спутникового мониторинга мы фиксируем на нашей территории от 6 до 11 тысяч возгораний, которые превращаются в пожары в среднем в 2,5 - 6,7 тысячах случаев, охватывающих общую площадь от 6000 до 14000 гектаров. В период с 1990 до 2010 года мы наблюдаем существенное возрастание количества пожаров, оно составляет почти 200%, а по сравнению с 1985 годом количество пожаров возросло в 2,5 раза, и продолжает возрастать. Площадь пожаров также возросла более чем в два раза, что, кстати, говорит о том, что эффективность противопожарных работ не изменилась. Так что, что бы ни говорили очередные руководители профильных служб, количество чрезвычайных ситуаций не только не снижается, но и возрастает год от года, несмотря на некоторую незначительную сезонную вариабельность. И изменения климата играют тут значительную роль. Речь идет о долгосрочной безопасности, а потому проблема требует адекватного понимания и идентификации угрозы. Именно это и следует пояснять.
Однако, прежде чем анализировать угрозы, связанные с зафиксированными изменениями климата, важно понять, что мы фиксируем. Данные о состоянии климата на территории нашей страны получены на основе анализа наблюдений с более чем 200 метеорологических станций, за период с 1900 года. Кроме того, начиная с 1979, к этим данным прибавились результаты измерений с более чем 20 метеорологических спутников. Все эти данные обрабатываются в рамках нескольких моделей, связанных с глобальными климатическими моделями, которые позволяют получать распределения нужных нам показателей на региональном и локальном масштабе.
Когда мы говорим об изменениях, следует всегда определять, относительно чего происходят эти изменения. Традиционно климатологи определяли «базовый период», относительно которого вычисляют изменения, как 1961 – 1991. Это вызывало справедливые нарекания. Дело в том, что в этот период входят самые холодные за всю историю наблюдений 1986-88 года, но не входят самые теплые – 1937-39. Разумеется, относительно периода, выбранного таким образом, почти любое изменение будет потеплением. Публичное обсуждение этой проблемы привело к тому, что базовый период был пересмотрен большинством климатологов. Например, NOAAтеперь предпочитает оперировать периодами 1901-2000 и 1930-1980. Это значительно затрудняет расчеты, зато никто не упрекнет их в некорректности. Мы, исходя из статистики наблюдений, выбрали период 1940 – 1969, по отношению к которому и определяли изменения.
Разумеется, как только планка поднялась, чемпионов стало меньше. С определением статистически более корректного базового периода, уровень зафиксированного потепления несколько понизился. Однако тенденция нисколько не изменилась, что бы там не утверждали противники очевидного. Мы однозначно фиксируем увеличение средних годовых температур на территории Украины: в среднем за последние 15 лет она повысилась чуть более чем на один градус. Следует отметить, что при этом на территории Украины растут показатели влажности и количества осадков.
Казалось бы, это совсем немного, обычная разница температур между городом и пригородом составляет как раз 1-1,5 градуса. Есть ли о чем беспокоиться? Есть. Во-первых, тенденция: температура продолжает повышаться. Это – отражение глобальной тенденции. Сразу хочу отметить, что солнечная энергия тут ни при чем. Поток энергии от Солнца остается примерно неизменным (почти точно 1361 вт/м2) на всем протяжении истории измерений. А вот температура при этом меняется сильно, и особенно драматичными эти изменения стали в последние годы.
Во-вторых, специфика изменения температуры: повышение средних значений совсем не означает, что так же медленно и равномерно повышаются все остальные показатели. Собственно, в этом и кроется источник угрозы.
Разные регионы Украины весьма отличаются, как между собой, так и реакцией сезонных показателей на изменение средних значений. Так, например, если в Причерноморской низменности все лето становится все жарче и суше, то например, на Волыни, за последние 5-7 лет средние температуры июля, наоборот, несколько понизились. При этом среднегодовые температуры по всей территории продолжают расти, а количество осадков - немного увеличиваться. Все эти особенности очень важны для анализа динамики региональных экосистем в связи с глобальными изменениями, а кроме того, для корректного анализа региональных рисков.
Самой большой угрозой является то, что наибольшие изменения характерны для экстремальных (максимальных и минимальных) показателей. Именно они, как правило, ответственны за генезис чрезвычайных ситуаций, и наименее комфортно переживаются человеком. Динамика этих изменений различна для различных географических регионов (например, степь, предгорья, приморские регионы) и разных сезонов. Максимальные температуры устойчиво повышаются: по сравнению с базовым периодом они выросли на 4,5 С. За период 2000 – 2010 максимальные температуры повысились в среднем по сезонам на 3 С, а весенние – почти на 5 С. Общие тенденции и аномалии изменений экстремумов важны для анализа динамики и прогнозов чрезвычайных ситуаций.
Если выделить только общие сезонные особенности для территории Украины, то можно определить некоторые угрозы, связанные с климатическими изменениями.
Например, расчеты показывают, что несмотря на незначительный рост среднегодовой температуры, показатели максимальных и минимальных температур значительно изменятся в осенний период. Повышение осенних максимумов (экстремумов) и сдвиг максимальных значений температур к концу года повышает некоторые риски. Совершенно очевидно, что повышается риск осенних паводков и подтоплений за счет увеличения количества осадков, ранее запасаемых в виде снега. Например, для северо-западного региона Украины этот риск возрастет на 12-15% за 10 лет.
Повышается риск эпидемий, в первую очередь, из-за нарушения жизненного цикла насекомых – переносчиков, особенно, в связи с возможными утечками теплых вод с технологических объектов в естественные водоемы. Эти угрозы характерны для всей территории Украины. Напомню, что с 2008 года у нас зарегистрировано уже четыре вспышки лихорадки Западного Нила, происхождение которой не было до конца выяснено. Схожесть этих случаев со вспышками в США и Канаде, позволяет предположить, что вариации сезонных температур сыграли тут определяющую роль. Несомненное влияние климатические факторы оказали на вспышку холеры в Мариуполе в 2011, и на вспышки менингита в 2012 и 2013.
За счет интенсификации процессов гниения в естественных экосистемах (не ограниченных замерзанием) существенно повышается риск биодеградации и снижения биоразнообразия. В западных регионах мы уже фиксируем эти явления по данным спутниковых съемок. Нет сомнения, что по мере эскалации климатических изменений, эти риски будут возрастать.
Изменение максимальных осенних температур приведет к снижению урожайности озимых культур за счет сдвига температурного оптимума. Это, в частности, потребует изменения схем внесения химикатов, что негативно отразится на состоянии экосистемы. Общий риск снижения биологической продуктивности может быть оценен в 10-15% за следующие 15 лет.
Однако наибольшие изменения демонстрируют весенние температуры. Соответственно, риски, связанные с этими изменениями, являются наибольшими. Значительно повышается риск (>20%) весенних паводков и подтоплений в связи с ранним таянием снега и недостаточной абсорбционной способностью природных систем. Это связано с перенасыщением верхнего слоя почвы водой, и отсутствием испарения через растительность из-за неразвитости лиственного и травяного покрова. Однако при этом повышаются риски возникновения ландшафтных пожаров, в виду снижения влагосодержания верхнего слоя почвы и растительности при недостаточной биомассе, накопленной экосистемой.
Отдельного внимания заслуживают риски, связанные с биологической угрозой. Можно прогнозировать опасность размножения и массовой миграция (в связи с ранним таянием снега и подтоплением мест обитания, несовпадением периодов размножения и произрастания основного корма) грызунов. Это приведет к росту рисков эпидемий и эпизоотий. Прогнозируется существенное возрастание рисков роста отдельных видов (например, сине-зеленых водорослей) в виду отсутствия естественных конкурентов, наличия достаточного количества питательных веществ и ситуативного локального оптимума климатических условий. Отдельную угрозу устойчивости экосистем несет укоренение интрузивных видов из-за расширения температурного оптимума на периоды снижения активности у местных видов. Наконец, следует отметить прогнозируемое снижение урожайности и биопродуктивности за счет несовпадения периодов цветения и активности опыляющих насекомых.
Да, средние температуры меняются медленно. При изменении среднегодовой температуры на 1 градус максимальные летние температуры повысились почти на 3 градуса. Это означает, что еще через 10 лет вероятность летних засух в центральных и южных регионах Украины повысится в 6 раз. А значит ежегодно мы будем терять более половины урожая, что приведет к полной деградации сельского хозяйства за следующие 7-8 лет. Это – реальная угроза выживанию, связанная с медленными изменениями.
Можно сказать, что мы стоим перед реальной угрозой через 15-20 лет потери 25% продуктивности почв, двукратного роста рисков ландшафтных пожаров, существенных потерь инфраструктуры, вызванных ежегодными масштабными затоплениями, существенным осложнением эпидемической обстановки.
И это лишь некоторые из угроз. Результаты, полученные для отдельных регионов Украины, несколько отличаются от данных, полученных по глобальным моделям, например, от оценок IPCC. Хотя в целом тенденция, заявленная экспертами IPCC и Мирового банка, не может быть опровергнута. Это как минимум означает, что огульно отрицать заключения IPCC мы не имеем права, и обязаны ориентироваться на них при формировании стратегий устойчивого развития. С другой стороны, это не отменяет важных вопросов, которые общество может и должно задать ученым.
Тут следует сказать одну важную вещь. Если мы примем, что существующие климатические модели и расчеты парникового эффекта исчерпывающе описывают причины и характер климатических изменений, это может не помочь нам принять спасительное решение. Дело в том, что за индустриальную эру нами в атмосфере накоплено такое количество парниковых газов, что даже если мы завтра полностью прекратим все выбросы (что очевидно невозможно), потепление будет продолжаться еще не менее 70 лет. То есть, изменения неизбежны, а предлагаемые методы по смягчению последствий имеют «ограниченную эффективность». Возникает важный вопрос – зачем? Зачем идти на серьезные экономические риски ради отложенной призрачной надежды? Если отбросить конспирологические версии о стремлении тайных элит к мировому господству, то ответ получится парадоксальным. Бессмысленная в краткосрочной перспективе политика внедрения «зеленых» технологий – это ресурс технологического развития стран, осознавших долгосрочную угрозу. А также достаточно действенный стимул для всех остальных. Таким образом, осознание угроз становится ресурсом развития цивилизации. Вопрос, как обычно, в цене…
Если мы не готовы заплатить полную цену, которую требуют угрозы уже сегодняшнего и завтрашнего дня, нам следует признать неизбежный характер наблюдаемых изменений, а угрозы признать почти неотвратимыми. Значит, в первую очередь следует сконцентрироваться на разработке стратегий адаптации. В основном - на региональном уровне, с определением преимуществ для местной инфраструктуры, хозяйства и населения.
