«Основное влияние оказывает деятельность человека»: академик РАН — об изменениях климата и ландшафта

— СМИ регулярно сообщают об изменениях в природе. Например, солёность Азовского моря за последние 19 лет достигла исторического максимума, а в российской Арктике за 15 лет возникло почти 30 новых островов. Говорят ли эти процессы о какой-то общей тенденции или они не связаны между собой?

— Эти два примера говорят о разных процессах. Что касается Азовского моря, то здесь играет роль безвозвратный забор воды в бассейне рек Дон и Кубань. Водохранилища и новые гидроузлы задерживают воду, до моря доходит меньше пресной воды.

Накладывается и природная цикличность выпадения осадков. Но основное влияние оказывает деятельность человека — как напрямую через забор воды, так и косвенно, за счёт более жаркого климата и меньшего стока рек бассейна Дона из-за антропогенного изменения климата. В то же время через Керченский пролив поступает вода из Чёрного моря — и солёность Азовского моря растёт.

• Керченский пролив
• Gettyimages.ru
• © Gallo Images

Сейчас солёность Чёрного моря на поверхности составляет 17—18 граммов на литр, Азовского — около 16 г/л. За последние 20 лет она увеличилась на 60%. Изменилась и фауна: исчезают пресноводные рыбы и появляются те, которые жили в Чёрном море.

Что касается островов, мы наблюдаем интересный эффект. В целом уровень Мирового океана повышается. Но на островах и берегах Северного Ледовитого океана тысячелетиями лежал ледник. Когда он уходит, на сушу больше не давит масса льда, и она приподнимается. Например, берег Белого моря поднимается почти на 1 см в год.

Там, где были заливы, образовались озёра. В них остаётся солёная морская вода, но с осадками и реками приходит пресная. Получается водоём глубиной 3—7 м, где сверху пресная, а снизу солёная вода и сероводородный слой, потому что слои не смешиваются.

Таким образом, изменения климата происходят тысячелетиями, но результаты становятся очевидны за десятки лет.

— Насколько существующие изменения климата зависят от человека, а насколько — от природных процессов?

— Это важный вопрос для науки. Например, из-за парникового эффекта температура выросла на 1,1 °С по сравнению с доиндустриальной эпохой. На 98% влияние оказали антропогенные факторы: выбросы углерода, углекислого газа, метана и других аэрозолей.

Если мы берём большие циклы, примерно тысячу лет, то определяющими будут природные процессы. Но если рассмотреть несколько десятков лет, что сравнимо с продолжительностью человеческой жизни, то практически все изменения связаны с человеческой деятельностью.

Внимание учёных привлекают и городские ландшафты. Любой город — остров тепла из-за работы тепловых электростанций и задержки тепла асфальтовым покрытием. Дома и парки меняют скорость ветра, в атмосферу выбрасываются аэрозоли. Это специфический рукотворный вид ландшафта. Зимой температура в городе на 2—4 °C выше, чем в пригороде.

• Тепловая электростанция
• Gettyimages.ru
• © Miragest

Так же и водохранилища — рукотворные озера. Они меняют сток рек, климат. До строительства водохранилищ 70—80% воды в Европейской России уходило в весеннее половодье. Теперь на это время приходится 30—40%, потому что сток регулируется.

Сильного половодья может не быть и по другой причине: раньше снег резко таял к апрелю, а сейчас из-за оттепелей в течение января — марта он тает постепенно.

— По статистике, средняя температура выросла на 1,1 °C, но на практике мы замечаем, что летом стало значительно жарче. Почему цифры расходятся?

— В реальности мы наблюдаем более значительный рост температуры зимой, а также по ночам. Если говорить о летней жаре, температура выросла незначительно, но изменился характер выпадения осадков. Ранее дожди были более частыми, но менее интенсивными, теперь они реже и интенсивнее. В таких ситуациях вероятнее и пожары, как в 2010 году, и наводнения. Также становится больше штормов и ураганов в тропической зоне или на Чёрном море.

Кроме того, мы наблюдаем смещение ландшафтов, природных зон, на север. Северная граница тайги смещается на 5 км в год, замещая тундру. Через 60 лет леса, возможно, подступят к побережью наших арктических морей, тундра может выйти на северные острова арктических архипелагов, а на материке она останется только на севере Ямала и Таймыра.

С другой стороны, с юга тайга будет поджиматься лесостепью и степью — например, в Восточной Сибири, в Якутии. Там станет слишком сухо.

• Gettyimages.ru
• © Dimanchik

— Какие ещё изменения климата и ландшафта наблюдаются в последнее время?

— Я, как океанолог, интересуюсь эффектами, связанными с океаном. Океан поглощает около 90% дополнительного тепла от парникового эффекта и примерно 30% дополнительного углекислого газа.

Уровень Мирового океана повышается на 4—5 мм в год. К концу XXI века он может вырасти на полметра. Это очень сильно скажется на состоянии островов, прибрежных городов вроде Венеции и Санкт-Петербурга.

Из-за углекислого газа наблюдается подкисление океана, то есть понижение pH. Это влияет на фауну: кислая среда разрушает карбонат кальция, из которого состоят панцири, раковины моллюсков, кораллы. И с подкислением, и с повышением уровня океана бороться практически невозможно.

— Теоретически, если бы мировое сообщество смогло перейти на альтернативные источники энергии, остановить вредные производства, это могло бы изменить ситуацию?

— Океан очень трудно вывести из равновесия, а потом очень трудно в это равновесие вернуть. При разных сценариях выбросы в атмосферу двуокиси углерода будут расти до 2100—2300 годов. Даже если остановить их сейчас, время оборота воды в глубинном океане составляет 1,5—2 тыс. лет, и эти процессы продолжатся.

— В целом можем ли мы увидеть обратный ход каких-либо процессов?

— Многое зависит от водных ресурсов. За последние 100 лет человек создал большое количество водохранилищ, которые задерживают сток рек. В то же время там скапливается очень много наносов. Можно разрушить дамбы, но, если донные отложения из водохранилищ попадут из воды на сушу и будут развеиваться ветром, станет ещё хуже: там много потенциально опасных веществ антропогенного происхождения.

• Gettyimages.ru
• © Jason Edwards

Обсуждаются такие проекты, как строительство дамбы через Берингов пролив. Возможна переброска рек — но это нужно делать в рамках одной страны или в странах, которые смогут долгое время поддерживать партнёрство.

Сегодня много конфликтов — в Северной Африке, Эфиопии, Судане, на Ближнем Востоке — связано с недостатком водных ресурсов. Когда выше по течению строят дамбу, внизу воды не хватает. Поэтому преобразования природы требуют осторожности.

— Могут ли люди своим вмешательством сделать что-то полезное для природы?

Также по теме

«Наступило время рассвета, но день не пришёл»: пять природных катастроф, изменивших историю

19 февраля 1855 года директор Парижской обсерватории Урбен Леверье представил первую в мире синоптическую карту. Это событие считается...

— Человечество может работать над смягчением последствий стихийных бедствий. Например, ставить дамбы в устьях рек, чтобы спасти города от наводнений — как это сделано в Петербурге или Лондоне. Это касается кратковременных воздействий.

Нужны и долгосрочные проекты. Например, учёные обсуждают возможность повысить количество аэрозоля в верхних слоях атмосферы, чтобы он отражал солнечную энергию обратно и понижал температуру. Это было бы сродни извержению супервулкана, когда температура понижается на несколько лет.

— А какие изменения климата и ландшафта связаны с природными циклами?

— В природе есть разные циклы. Не говоря о суточном и годичном, есть 11-летний цикл светимости Солнца. От этого зависит количество солнечной энергии, которое поступает на верхнюю границу атмосферы.

Отдельные циклы есть внутри климатических систем. Например, климатические колебания, подобные Эль-Ниньо, возникают каждые 4—8 лет.

На Тихоокеанское побережье, наш Дальний Восток, Индию и Африку влияют колебания температуры в восточной экваториальной части Тихого океана. Для Европы важно североатлантическое колебание: разница давления между азорским максимумом и исландским минимумом атмосферного давления. Когда эта разность больше нормы, циклоны приходят в Скандинавию и на север России, а на юге Европы и в Средиземноморье наступает засушливый период.

Есть и более долгие циклы, связанные с изменением светимости Солнца или наклоном оси вращения Земли, — это циклы Миланковича. Они измеряются десятками тысяч лет и дольше.

— За счёт чего учёным удаётся прогнозировать изменения в природе, какие основные методики и технологии сейчас применяются?

— Нужно знать физические причины изменений климата, уметь их моделировать и прогнозировать. Для этого есть всемирная программа исследования климата. Межправительственная группа экспертов по изменениям климата, куда входят представители разных стран, каждые 7—8 лет делают большой обобщающий доклад. Последний вышел в 2021—2022 году.

Эксперты не занимаются исследованиями, но они реферируют самые важные работы из авторитетных журналов и таким образом получают обобщённую картину для мира. Как раз из такого доклада стало ясно, как изменилась температура за XX век и как на это повлияли антропогенные факторы.

• Gettyimages.ru
• © carstenbrandt

Зная, какими будут выбросы, мы можем сказать, сколько дополнительного тепла получим. В России за 20 лет наблюдается рост средних температур на 1 °C.

Самый важный эффект — деградация многолетней мерзлоты. На ней стоят до 80% зданий в таких северных городах, как Норильск или Воркута. Когда верхний слой тает, страдает фундамент. Дома необходимо сносить и строить новые.

Важно прогнозировать наводнения, так как они наносят очень большой ущерб. Для качественного моделирования таких процессов необходимы свежие данные со спутников... Также не хватает данных о состоянии атмосферы и речного стока, поскольку в 1990-е было закрыто много гидрометеостанций и гидрологических постов.