Что нас ждёт в ближайшем будущем — глобальное потепление или новый ледниковый период? И как можно объяс­нить 400-летние циклы похолодания-по­тепления климата?

Если климат устойчив, то при любом откло­нении в сторону похолодания или потепления он возвращается к исходному состоянию.

Но если разрушить силы, поддерживающие устойчивое состояние климата, произойдёт переход в другое устойчивое состояние. Тео­ретический анализ показывает, что это будет не похолодание или потепление, а либо адская жара с температурой +400 °С и полностью испарившимся океаном, либо адский холод с температурой —100 °С и полностью оледеневшей Землёй. Оба эти состояния одинаково катастрофические для жизни на планете.

Увеличение частоты и амплитуды локальных колебаний температуры, которые никогда не наблюдались раньше, указывает на то, что произошло существенное ослабление сил, поддерживающих устойчивость климата. Главная из этих сил — функционирование лесов, управляющих водным режимом суши и прилегающих к ней областей океана. Про­гнозы по изменению климата на год или не­сколько месяцев сейчас никто дать не может. Но можно оценить, как будет происходить опустынивание континентов в течение десятков лет, если сохранится современная практика эксплуатации и вырубки лесов. Био­тическая устойчивость подразумевает, что из­менения температуры как при похолодании, так и при потеплении не должны выходить за узкие пределы допустимых отклонений от оптимального для жизни значения. Не об­суждая здесь достоверность строгой циклич­ности похолодания-потепления в масштабах нескольких сотен лет, отмечу, что разрушение растительного покрова суши человеком и его естественное восстановление происходили с разной скоростью в разных регионах планеты в течение многих тысячелетий. В прошлом флуктуации функционирования климатиче­ской системы приводили лишь к небольшим обратимым отклонениям температуры от устойчивого среднего значения. Но сегодня, при существенно разрушенной биоте, они могут вызвать необратимый переход климата в непригодное для жизни состояние.

Что означает понятие биотической устойчивости?

Существование жизни зависит от несколь­ких важных параметров. Это температура, давление, уровень радиации, концентрация всех используемых жизнью веществ, нако­нец, запас органического вещества в живой и неживой органике. Устойчивость означает, что при случайном отклонении значения данного параметра от оптимального в си­стеме возникают процессы, направленные на компенсацию этого отклонения и восста­новление исходного значения. Рассмотрим, например, в качестве устойчивого параметра количество живой биомассы в лесу. Из­вестно, что скорость разложения органики живыми организмами леса столь высока, что живая биомасса может быть полностью уничтожена (грубо говоря, съедена) за несколько лет. Тем не менее этого не происходит: воз­вращаясь в ненарушенный лес год за годом, мы видим поразительную устойчивость его организации. Это свидетельствует о том, что при любом отклонении скорости разложе­ния (например, при случайном увеличении численности жуков-короедов) в экосистеме идет процесс, компенсирующий такое от­клонение (например, увеличение числа птиц, уничтожающих короедов). В результате энергетическая основа существования леса — живая биомасса листьев и хвои, биомасса деревьев — поддерживается в устойчивом состоянии. Нарушенные экосистемы по­добной устойчивостью не обладают и по­стоянно страдают и погибают от различных вредителей. Аналогично можно рассмотреть устойчивость любых других параметров, на­пример температурного режима.

Как влияет на формирование земного климата Солнце или, например, поло­жение земной оси?

Солнце посылает на Землю определён­ный поток энергии. Часть этого потока отражается нашей плане­той, как зер­калом, обрат­но в космос (эта часть называется альбедо). Оставша­яся часть, назовем её величиной F, погло­щается планетой. Определяет ли величина F температуру поверхности планеты? Нет, не определяет. На Венере, например, имею­щей большое альбедо, величина F меньше, чем на Земле, а температура поверхности составляет более 400 °С. Температуру по­верхности планеты задаёт величина парникового эффекта, определяемая составом атмосферы (на Венере парниковый эффект огромен). При заданной величине F, но разном парниковом эффекте температура планеты будет разной. Однако величина F определяет, каким должен быть планетар­ный парниковый эффект, чтобы получить заданную температуру поверхности. Кро­ме этого, солнечное излучение полностью определяет мощность функционирования естественных экосистем (напомню, что зелёные листья усваивают излучение только определённых частот), наклон зем­ной оси определяет смену сезонов и т.д. При наличии термической устойчивости климата любое внешнее возмущение, оказывающее, при прочих неизменных условиях, влияние на температуру (из­менение солнечной активности, периоди­ческие изменения параметров вращения Земли, падение метеоритов и др.), может быть скомпенсировано изменением парни­кового эффекта так, что результирующее изменение среднеглобальной температуры окажется равным нулю. В этом случае в момент возникновения возмущения мы зарегистрируем отклонение температуры от устойчивого среднего значения, а затем постепенное возвращение к нему. Ско­рость такой релаксации будет определяться мощностью процессов, поддерживающих устойчивость климата.

Что оказывает большее влияние на из­менение климата — состояние лесов или океанские движения вод?

Вопрос подразумевает, что океанские движения вод и состояние лесов — не­зависимые климатические факторы, но это не так. Циркуляция океанических вод обусловлена уникальным свойством воды — она имеет наибольшую плотность при + 4 °С. Поэтому холодные воды опускают­ся в приполярных областях и затем, при глубинном движении к низким широтам, поднимаются по всей акватории Миро­вого океана, нагреваясь, и перемещаются обратно к приполярным областям в по­верхностном океаническом слое. Таким образом, характер океанической цирку­ляции зависит от температуры океана, её распределения и изменений. Обширный лесной покров определяет атмосферную циркуляцию в примыкающих к суше районах Мирового океана и тем самым влияет на температурный режим океана. Поэтому масштабное сведение лесов может приве­сти к значительным изменениям характера океанической циркуляции.

Как может сказаться на климате искусственное разведение лесов с по­вышенным выделением влаги? Например, тополь выделяет кислорода больше всех других деревьев, а влаги — в несколько раз больше, чем сосна или пихта. Может ли компенсировать вырубку ельников расши­рение посадок тополей?

Биотическая регуляция не может быть заменена никакой искусственной био­генной или техногенной системой. Есте­ственный лес представляет собой слож­ное экологическое сообщество деревьев и других растений, бактерий, грибов и животных. Леса построены жизнью в процессе её эволюции как механизмы обводнения и заселения суши. В течение более 0,5 млрд лет леса эволюционирова­ли в направлении оптимизации жизни на суше. Современные ненарушенные леса закачивают атмосферную влагу с океанов на любые расстояния от океана так, что почва остаётся везде влажной, пригодной для произрастания деревьев и жизни всего лесного сообщества. Количество закачива­емой с океана влаги должно точно компен­сировать речной сток. Ненарушенный лес предотвращает чрезмерный забор влаги из атмосферы, вызывающий наводнения, и не допускает недостаточного забора влаги, приводящего к засухам и возможности возникновения пожаров. Кроме того, он предотвращает развитие ураганных ветров и смерчей, поддерживая постоянную сред­нюю скорость ветра порядка нескольких метров в секунду.
Принципиально невозможно понять всю сложность биотической регуляции и роль в этой регуляции всех видов лес­ного экологического сообщества. Нельзя регулировать окружающую среду лучше, чем естественный лес, нельзя помочь есте­ственному лесу, можно только не мешать.
В разных регионах Земли лес состоит из разных видов деревьев, которые отобраны эволюцией для наиболее эффективной ре­гуляции окружающей среды. Естественные нарушения лесного покрова чрезвычайно редки, но тем не менее иногда проис­ходят. Лес реагирует на эти нарушения определённой системой восстановитель­ных мероприятий, подобно тому, как наш организм реагирует на травмы и болезни. Восстановление естественного леса осу­ществляется другими видами деревьев (например, хвойный лес восстанавливается сначала лиственными породами). Эти леса называют вторичными. Иx функция состо­ит в восстановлении ненарушенного леса в как можно более краткие сроки. (При этом деревья такого леса воссоздают условия, пригодные для деревьев ненарушенного леса и невыгодные для самих себя, почему и происходит их последующее вытеснение деревьями ненарушенного леса.) Как чело­век в процессе восстановления после травм и болезней не способен к эффективной работе, так вторичный лес не способен к эф­фективной регуляции окружающей среды — он восстанавливает условия для жизни ненарушенного леса. Наш ненарушенный лес состоит в основном из ели и сосны и никак не может быть заметен тополями. В Сибири ненарушенный лес состоит из ли­ственницы и сибирского кедра и не может быть заменен на европейский ненарушен­ный лес, как европейский лес не может быть заменён лиственницей и кедром.

Нынешнее потепление климата на нашей планете — далеко не первое, и человечество не основной поставщик парниковых газов в атмосферу. Они могут поступать туда и при извержениях вулка­нов, и при тектонических сдвигах. Так ли уж виноват человек в изменении климата?

Главное парниковое вещество, определя­ющее температуру Земли, — водяной нар. Облачность регулируется лесным покровом суши и планктоном океана. Водный режим Земли влияет па температуру планеты в десятки раз сильнее, чем изменение содер­жания углекислого газа в атмосфере.
Жидкая гидросфера физически неустой­чива из-за известной зависимости давления насыщенного водяного пара от температуры. При случайном повышении температуры поверхности гидросферы количество влаги в атмосфере возрастает. В результате увели­чивается парниковый эффект, что приводит к дальнейшему росту температуры, и так далее. Аналогичной положительной обратной связью характеризуется случайное пони­жение температуры. Поэтому в отсутствие естественных экосистем, контролирующих глобальный влагооборот, жидкое состояние гидросферы и приемлемая для жизни чело­века среднеглобальная температура поверх­ности поддерживаться устойчиво не смогут. Изменение климата Земли в прошлом не выходило, согласно существующим данным, за пределы отклонения среднеглобальной температуры на ±5°С от современного зна­чения (+15°С). Скорость изменения температуры составляла порядка одного градуса Цельсия за сто тысяч лет. Существует или нет изменение среднеглобальной темпера­туры сейчас, не установлено. Достоверно наблюдается лишь значительное увеличе­ние локальных флуктуации температуры, что весьма неприятно и опасно.

На сколько реально уменьшить выбросы парниковых газов за счёт освоения новых источников энергии, например водо­родного топлива или биотоплива?

Главная проблема состоит не в выбросах парниковых газов и других загрязнений, а в том, что любое энергопотребление человечества неизбежно связано с хозяй­ственной деятельностью и, как следствие, с разрушением естественных экосистем. Сегодня только незначительная часть населения Земли понимает, что антропогенное влияние на естественные экосистемы не­обходимо резко сократить. Беспрецедент­ную угрозу существованию цивилизации и жизни па планете несёт использование энергии ядерного синтеза и любых других неограниченных запасов энергии, включая солнечную. При современном непонима­нии природы устойчивости климата энер­гетическое изобилие неминуемо привело бы к глобальному всплеску хозяйственной активности и, как следствие, к тотальному уничтожению механизма поддержания устойчивости климата Земли — естествен­ных экосистем.
Современное энергопотребление че­ловечества основано на углеводородном топливе и составляет 1,5 х 10¹³ Вт. Мощ­ность гидроэлектростанций— 3×10¹¹ Вт, то есть в 50 раз меньше. Реальная доступная мощность всех возможных возобновляемых источников энергии (ветровая, геотермальная, приливная и пр.), включая наибольшую из них — гидромощность, не превосходит 5×10¹¹, то есть в 30 раз ниже современного энергопотребления. Созда­ние водородного топлива из воды требует во много раз больших затрат энергии, чем оно само содержит. Чтобы производить биотопливо, придётся изъять соответству­ющее количество сельхозугодий, на кото­рых выращиваются продукты питания, или уничтожить леса.
Поэтому единственный реальный путь предотвращения катастрофы — сократить потребление углеводородного топлива за счёт уменьшения численности населения Земли по крайней мере в 10 раз.

С развитием цивилизации человечеству нужно всё большее количество энергии. В XXI веке, чтобы выжить, обществу не­обходима энергия не только для развития, но и для утилизации загрязнений и восста­новления экосистемы. Где выход?

Человечеству необходимо всё больше энергии только потому, что растут числен­ность и плотность населения. Энергопо­требление цивилизации делится пример­но в равных пропорциях на отопление, транспорт и промышленность. С ростом плотности населения резко увеличивают­ся расходы на транспорт, поставляющий продовольствие, на утилизацию отходов, борьбу с эпидемиями, постройку и осна­щение удобствами многоэтажных жилищ и т.д. Собственно научно-техническое развитие цивилизации, интеллектуальный и технологический прогресс не связаны на­прямую с энергопотреблением. Например, самое существенное изменение жизни людей за последнее время — изобретение и распространение персональных ком­пьютеров и интернета никак не повлияло па глобальное энергопотребление челове­чества. Энергозатраты на производство и использование компьютеров ничтожны по сравнению с затратами па транспорт, отопление и прочее.

Что выгодней для общего теплового баланса Земли: развивать энергетику на углеводородах или наращивать мощ­ности приливных, солнечных и гидроэлек­тростанций?

Развивать гидроэлектроэнергетику прак­тически некуда, сегодня уже задействована большая часть имеющейся на Земле гидро­мощности. При этом вклад современных гидроэлектростанций в общее энергопо­требление составляет всего два процента. Постройка гидроэлектростанции приводит к нарушению функционирования есте­ственных экосистем на обширных терри­ториях и, следовательно, к дестабилизации климата. Имеющиеся планы по строитель­ству ГЭС (например, Эвенкийской в Сиби­ри) чреваты региональной экологической и климатической деградацией.
Вся технологически доступная прилив­ная мощность ничтожно мала по сравне­нию с гидромощностью. Солнечные бата­реи с высоким кпд нерентабельны.
После истощения запасов жидких углеводородов человечеству придётся использовать уголь, которого хватит ещё примерно на столетие. (Современная раз­ветвлённая транспортная система, бази­рующаяся на жидком топливе, при этом исчезнет.) С этой точки зрения срочный тактический приоритет получает развитие экологически безопасных технологий ис­пользования угля.

Эффективны ли энергосберегающие тех­нологии для стабилизации климата?

Эффективность энергосберегающих технологий с точки зрения стабилиза­ции климата равна пулю независимо от скорости прироста населения планеты. Например, ваша хозяйственная задача — вырубить гектар леса, для этого у вас имеется бочка бензина. Вы внедряете энер­госберегающие технологии и вырубаете тот же гектар леса, истратив всего три чет­верти бочки. (Как вариант — оставшуюся четверть вы пускаете на экономический рост и вырубаете ещё треть гектара леса.) В результате негативное воздействие на естественные экосистемы, дестабилизирующее климат, в лучшем случае остаётся неизменным, в худшем — увеличивается. Актуальность энергосберегающих техноло­гий имеет экономические и политические причины и не имеет отношения к пробле­ме устойчивости климата. Их внедрение несколько снижает жёсткую, чтобы не сказать жестокую, зависимость развитых стран — крупнейших импортёров энергии от стран —поставщиков энергии. Поэтому энергосберегающие технологии очень широко обсуждаются сегодня в Западной Европе и США, а в России, например, никто этим особенно не озабочен. Ведь Россия энергетически ни от кого не зависит.

В негативном антропогенном воздей­ствии на природные комплексы Земли трудно сомневаться. Что более разруши­тельно, на ваш взгляд, несовершенство ис­пользуемых технологий или потребитель­ское отношение человека к природе?

Никакая технология не может скомпен­сировать разрушение природных ком­плексов Земли и обеспечить устойчивость климата. Потребительское отношение к природе человека и всех живых существ на Земле содержится в их генетической программе и не может быть изменено.
Разрушение естественных экосистем про­исходит в основном в результате сведения лесов под пашни и пастбища и потребления древесины, то есть обуславливается биоло­гическими потребностями людей и домаш­него скота в пище. Эти потребности живых организмов существенно изменить нельзя, поэтому давление на биосферу, как уже говорилось выше, можно уменьшить только путём сокращения численности населения. То есть необходимо немедленное плановое глобальное сокращение рождаемости.

Каким образом предполагается снижать рождаемость— через доплаты однодетным семьям или с помощью ещё какой-нибудь умной формулы? Как насчёт духовности?

Решение вопроса, как обеспечить необ­ходимое сокращение рождаемости, требует усилий специалистов всех областей знания — психологов, социологов, экономистов, политологов и, в конечном счёте, усилий каждого члена общества — в том числе и усилий по неизбежному изменению эти­ческих (духовных) норм. Никакая духов­ность не поможет человеку есть и пить на порядок меньше, чтобы сократить в десять раз современную антропогенную нагрузку на естественные экосистемы. Достижение глобальных целей требует глобальных уси­лий, вспомним хотя бы движение за отмену ядерных взрывов.

Могут ли войны и смертельно опасные инфекции сократить население в 10 раз? И не пострадает ли при этом биота?

Войны не замедляют скорости роста народонаселения. Даже такие страшные войны, как Первая и Вторая мировые, уни­чтожившие несколько десятков миллионов мужского населения враждующих стран, не сказались на скорости роста их народо­населения. Менее чем через двадцать лет никаких следов от провалов численности населения не осталось, и рост народонасе­ления продолжается так, как если бы этих войн не было. Человечество научилось успешно бороться с эпидемиями, локали­зуя очаги их возникновения и уменьшая вероятность возникновения последующих очагов болезни практически до нуля. Так люди избавились от чумы, оспы, холеры. Нет сомнения, что люди со временем из­бавятся и от СПИДа. Поэтому эпидемии также не могут изменить скорость при­роста населения.
Сокращение рождаемости — это един­ственный реальный выход из глобального кризиса, не сопряжённый с насильствен­ной гибелью огромного числа людей.

Можно ли решить вопрос сохранения биоты с помощью миграции людей из перенаселённых регионов в пустующие районы, например в Сибирь?

Сибирь — не пустующая земля. Там, в частности, с экологически устойчивой низкой плотностью проживает коренное население. Этот уникальный район занят естественными экосистемами, которые составляют главное достояние России. Направленное переселение туда людей из густонаселённых стран гарантированно привело бы к уничтожению сибирских ле­сов и превращению Сибири в пустыню. Это было бы преступлением против нынешнего и будущих поколений россиян, преступле­нием против человечества, поскольку леса Сибири имеют общемировую ценность. Де­мографическая стратегия будущей России, как мне представляется, должна включать три направления:
1) выдвижение Россией, как признанным мировым лидером, между­народной инициативы по глобальному со­кращению рождаемости;
2) экологическое просвещение населения, разъяснение пре­имуществ низкой плотности численности населениям мирового значения российских лесов;
3) жёсткая защита территориального суверенитета России и тем самым сохране­ние российских лесов.

Источник «Наука и жизнь» №8, 2009.

ПС: наверное там на самом деле 10 в 13й и 11й степени, тогда понятее

блин, все цифры неправильные из за неправильного изображения символов) 4000 градусов вместо 400 цельсия, и так далее)
придется исправлять

__________

кстати, насчет пищи, я бы такие вопросы задала:
вот всякие зеленые предлагают переходить на вегетарианство. уменьшило бы это вред и потребление ресурсов или наоборот?
и вот еще: есть ли проекты в лабораториях создавать какую нибудь синтетическую пищу из неорганики и при минимальных затратах, или это невозможно?
кстати, ученые должны быть признательны женщинам: большинство из них помешаны на диетах и неприхотливом питании, таким образом кое какая экономия наблюдается

Добавлено (25.12.2012, 09:34)
---------------------------------------------


Когда в сентябре лед в Арктике сократился до рекордного уровня, узкое сообщество ученых, занимающихся этой проблемой, пережило шок, пишет The Guardian.

Это было беспрецедентное явление, хотя метеорологические условия в Арктике в 2012 году были самыми обычными. Только широкомасштабное потепление атмосферы могло быть в ответе за это, пишет автор статьи Джон Видал со ссылкой на мнение специалистов.

"По данным Всемирной метеорологической организации, это было лишь одно из десятков масштабных природных явлений 2012 года, которое убедило многих людей в том, что экстремальное становится нормальным", - отмечает издание.

Самым впечатляющим из них стал, видимо, ураган "Сэнди". Но всего несколько недель спустя его, возможно, превзошел по своей силе тайфун "Бофа", пишет автор статьи.

Тайфуны - обычное явление на Филиппинах или в США, но оба последних бедствия сильно превзошли свои обычные сроки и географический охват, отмечает он.

По официальным данным Всемирной метеорологической организации, первые 10 месяцев 2012 года оказались девятыми в рейтинге жары за все время температурных наблюдений начиная с середины XIX века, отмечает издание.

По мнению бывшего вице-президента США Альберта Гора, "каждый вечер в новостях как будто попадаешь на экскурсию по апокалипсису".

"Далеко идущие перемены происходят в биосфере Земли. Изменения климата происходят у нас на глазах и будут продолжаться в результате концентрации парниковых газов в атмосфере", - цитирует Джон Видал главу Всемирной метеорологической организации Мишеля Жаро.

Но скептики отвечают тем, что страхи перед несуществующим техногенным изменением климата подпитываются истерикой. Тем не менее, рекордная засуха охватила в этом году ряд регионов США, России, Китая, Бразилии и Австралии, а Западная Африка и Пакистан пострадали от сильнейших наводнений, отмечает автор статьи.

Источник: The Guardian

Добавлено (23.01.2013, 07:13)
---------------------------------------------

Добавлено (15.03.2013, 18:20)
---------------------------------------------
В области конденсации возникает зона пониженного давления, затягивающая воздух из прилегающих областей. На суше такие устойчивые зоны
пониженного давления создаются обширными лесами: влага сохраняется в
лесной почве, испаряется с поверхности почвы и листьев и конденсируется
над пологом леса. При этом возникает ветер, приносящий влагу с океана.

Важнейшее следствие нового механизма формирования ветра —
переосмысление роли лесов в переносе влаги с океана на сушу. Этот
перенос компенсирует речной сток воды обратно в океан. Уничтожение лесов
приводит к обезвоживанию и опустыниванию суши и представляет собой
гораздо большую угрозу для климата, чем предполагает современная
климатология (об этом см. также «Наука и жизнь» № 8, 2009 г.).

Новая теория вызвала бурную дискуссию в научном сообществе. Статья,
отправленная в журнал «Atmospheric Chemistry and Physics» («Атмосферная
химия и физика»), находилась на рецензировании более двух с половиной
лет. В итоге редакционная коллегия журнала приняла к печати статью,
снабдив её комментарием редактора. В нём подчёркивается, что публикацию
«совершенно нового взгляда на движущую силу атмосферной динамики»
следует рассматривать как «призыв к дальнейшему развитию» представленных
авторами положений.

читаем больше