, д. э.н., профессор
Проблема потепления климата и продовольственная безопасность
В последнее время вопросам изменения климата уделяется все большее внимание. И это не удивительно – с погодными изменениями ежедневно сталкивается каждый. Однако необходимо отметить, что действительная важность рассматриваемых вопросов еще недостаточно осознана.
Обычно все рассмотрения основываются на допущении о линейном характере изменения параметров среды обитания. Обсуждение данной проблематики обычно ограничивается только возможной перспективой повышения уровня мирового океана, а также изменением урожайности и перемещением зон производства различных сельскохозяйственных культур. Причем рассматриваются как возможные потери, так и выигрыш в производстве продовольствия в различных регионах.
Даже в рамках такого рассмотрения последствия потепления климата выглядят достаточно тревожными. Так согласно оценкам, полученным по климатическим моделям, на которые ссылается Межгосударственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК, или IPCC, от Intergovernmental Panel on Climate Change), в XXI веке средняя температура поверхности Земли может повыситься на величину от 1,1 до 6,4 °C. Причем к середине или концу столетия в Европе станет примерно на 10 градусов теплее. Повышение глобальной температуры приведёт к изменениям в количестве и распределении атмосферных осадков. В результате могут участиться природные катаклизмы, такие как наводнения, засухи, ураганы, что мы наблюдаем в последнее время. Понизится урожайность сельскохозяйственных культур и возможно исчезновение многих биологических видов.
Глобальное потепление создает для России новую ситуацию, и необходимо осознать важность грядущих перемен с точки зрения национальных интересов. Поэтому уже сейчас необходимо рассматривать возможные варианты развития ситуации, если температура на поверхности Земли будет повышаться. В этом случае условия проживания, в частности, на территории Российской Федерации будут значительно трансформированы. Особенно существенно это может коснуться сельскохозяйственного производства. С целью обеспечения продовольственной безопасности страны должно быть проведено моделирование возможных последствий для сельскохозяйственного производства различных вариантов изменения погодных условий в районах производства основных видов сельскохозяйственной продукции. Должны быть приняты соответствующие превентивные меры по недопущению существенного снижения производства важнейших видов сельскохозяйственной продукции при различных вариантах изменения погодных условий.
Причем необходимо отметить, что климат — чрезвычайно сложная физическая система, поведение которой определяется взаимодействием между атмосферой, поверхностью океанов, морским льдом, поверхностью континентов и ледниками, а также биосферой. Определенная работа по оценке будущих изменений климата России проделана коллективом Главной геофизической обсерватории им. . По оценке ученых в XXI веке на территории России, прежде всего в арктических и субарктических регионах, потепление будет заметно выше по сравнению с глобальным. Причем наиболее значительное потепление ожидается в зимний период. Количество осадков возрастет к середине века и самый значительный рост осадков будет приходиться на зиму, с максимумом в восточных и северных регионах. На юго-западе России осадков станет меньше. В Сибири следует ждать дополнительного накопления снега зимой и более обильного таяния весной. На Северном Кавказе и в Поволжье, где особенно развито сельское хозяйство, существенно уменьшится влагосодержание деятельного слоя почвы (глубиной 1 м) и речной сток. Вырастет вероятность засухи, особенно в южных регионах. Рост среднегодовых осадков при потеплении заметно увеличит сток на водосборах крупных северных речных систем. Увеличится и вероятность паводковых ситуаций весной. У южных рек, где количество осадков увеличится не так значительно, годовой сток может заметно сократиться из-за повышенного испарения. Сезонное протаивание многолетнемерзлых грунтов увеличится, и это не лучшим образом скажется на многих видах хозяйственной деятельности. На большей части территории Сибири глубины протаивания возрастут на 20–40 см. Деградация многолетнемерзлых грунтов приведет к деформации или даже разрушению строений и транспортных путей. На фоне глобального потепления региональные изменения климата России будут далеко не одинаковыми. Зона комфортного проживания может переместиться к северу, сократятся расходы на отопление. В то же время более частыми станут засухи в одних регионах и наводнения в других. Нарушится равновесие в биоценозах, изменится их видовой состав.
Необходимо подчеркнуть, что такие температурные трансформации сами по себе несут большие изменения в условиях проживания и ведения сельскохозяйственного производства, что должно быть учтено при составлении прогнозов и планов. Однако проблема значительно серьезней. Более существенным является возможность достичь точки неустойчивости (бифуркации), после которой могут скачкообразно измениться системные характеристики на поверхности Земли.
В самом деле, вся биосфера, и человек в том числе, может осуществлять свою жизнедеятельность в чрезвычайно узком диапазоне параметров. Вся воздушная среда, в которой только и может существовать человек, представляет собой очень тонкую пленку над поверхностью Земли. Эта пленка состоит из фиксированного набора газов в определенном процентном соотношении. Кроме того живые организмы могут существовать только в условиях определенного уровня и диапазона излучений различного вида, а также в узком температурном интервале. Все эти параметры на Земле находятся в динамическом равновесии, причем диапазон такого равновесия, очевидно, ограничен.
С «человеческой» точки зрения Земля как бы обладает разумом, поддерживая на своей поверхности определенную среду обитания. Однако, на самом деле, это реализация принципов самоорганизации. Устойчивые состояния, перемежаемые скачкообразными изменениями, характеризуются определенным сочетаниям параметров. Гибель динозавров, по всей видимости, была связана с одним из таких скачков. Возможно, что и возникновение залежей и месторождений углеводородов на Земле вызвано одним из таких событий.
Место обитания человека можно рассматривать в качестве так называемой открытой системы. Такая система открыта, с одной стороны, по отношению к космическому пространству, а с другой стороны - к таким характеристикам Земли, как ее структура и строение, температура ядра и т. д.
Особенностью любой открытой системы является ограниченный диапазон сочетания параметров устойчивого равновесия и наличие точек неустойчивости. После точки неустойчивости направление развития системы не предсказуемо. Другими словами, при выходе одного из параметров (например, температуры) за некоторые пределы, открытая система (среда обитания) может скачкообразно изменить систему параметров на такое их соотношение, которое станет непригодным для существования человека. Причем, после прохождения точки невозврата, процесс перехода в новое устойчивое положение или другое сочетание параметров происходит со все возрастающей скоростью.
На такой переход могут повлиять космические изменения и различные проявления Земли как космического объекта, которыми мы управлять в настоящий момент не можем. С другой стороны, как выяснилось в последнее время, сама хозяйственная деятельность человека стала заметно изменять определенные параметры экосистемы Земли. В частности, по всей видимости, происходит повышение средней температуры на Земле.
Истинные причины таких климатических изменений до настоящего времени остаются неизвестными. Среди основных причин рассматриваются воздействие изменения орбиты Земли (циклы Миланковича), циклы солнечной активности и изменение солнечной постоянной, вулканические выбросы.
Почти общепринятой точкой зрения сейчас является объяснение повышения средней температуры на Земле увеличением масштабов промышленной деятельности человека, связанной с чрезмерным выделением в атмосферу газов, вызывающих парниковый эффект. Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты. На Земле основными парниковыми газами являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон.
Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения вместе выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн углекислого газа в год. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 миллионов тонн метана в год. Около 75% всех антропогенных выбросов парниковых газов за последние 20 лет вызваны использованием нефти, природного газа и угля. Влияют также изменения ландшафта, в первую очередь вырубка лесов.
При этом взаимное влияние изменения климата и экосистем пока не изучено. Продолжает оставаться неясным, усиливаются или ослабляются эффекты глобального потепления в результате действия природных механизмов. Например, увеличение концентрации углерода приводит к интенсификации фотосинтеза растений, что препятствует росту такой концентрации. С другой стороны, рост площади засушливых районов снижает переработку углекислого газа наблюдаемое в последние годы. Повышение температуры Земли противоречит теориям о компенсирующей роли обратных связей в виде изменений в распределении водяных паров, облаков и других климатических факторов.
Вывод о повышении средней температуры на Земле в результате увеличения масштабов промышленной деятельности человека, связанной с чрезмерным выделением в атмосферу газов, вызывающих парниковый эффект. не представляется обоснованным. Так, например, на дне мирового океана на глубине нескольких километров находится большое количество так называемых «черных курильщиков». Это гидротермальные источники, каждый из которых испускает в год в десятки тысяч раз больше углекислого газа и метана, чем все промышленные производства на Земле вместе взятые.
С другой стороны, потепление наблюдается, в основном, в течение последних 50 лет и во все убыстряющемся темпе. Именно в этот период хозяйственная деятельность человека становится все более связанной с использованием электромагнитного излучения. Особенно бурно развивается в этот период мобильная телефонная связь. «Загрязнение» среды обитания электромагнитным излучением в настоящее время значительно превышает объемы промышленных отходов. Можно предположить, что именно повсеместно присутствующее сейчас в околоземном пространстве искусственное электромагнитное излучение создает условия для поднятия температуры воздуха над поверхностью Земли. При этом в атмосфере могут создаваться резонансные газовые структуры, на которые возможно воздействие электромагнитных волн, особенно их инфракрасного спектра.
Таким образом, необходимо более серьезно подходить к факту изменения отдельных характеристик окружающей среды человека, так как место нашего обитания является открытой системой и имеет точки неустойчивости. Достижение такой точки грозит катастрофическими последствиями для человечества и для всего живого. Для того чтобы не допустить такого развития событий по вине человека, необходимо проведение углубленных целенаправленных научных исследований и обеспечение постоянного мониторинга среды обитания. Необходимо разработать адекватные математические модели, которые позволят определить зоны устойчивости – допустимые значения параметров окружающей среды, которые нельзя превышать. В настоящий период, характеризующийся продолжающимся потеплением климата, должны быть приняты превентивные меры по недопущению дальнейшего снижения продовольственной безопасности страны, и в первую очередь - по производству зерновых культур.
Литература
1., Кураев доклада Николаса Стерна «Экономика изменения климата». WWF, GOF. — М.: WWF Россия, 2007
2. , . Вечная мерзлота и современный климат // GEO. *****
