Проблемы сохранения природных ресурсов Земли
Введение
При нынешнем уровне потребления природных ресурсов в мире к середине нынешнего века глобальным экосистемам планеты грозит гибель, предупреждает Всемирный фонд дикой природы (WWF).
В публикуемом этой организацией дважды в год отчете «Живая планета» говорится, что ресурсы Земли истощаются «с невиданной в истории человечества скоростью».
Как сообщает Русская служба BBC, по данным проведенных исследований, количество видов животных на Земле сократилось на 31% с 1970 по 2003 год.
Как говорят авторы отчета, эта потеря вызвана тем, что природные ресурсы потребляются человеком быстрее, чем планета способна их восстанавливать.
Кроме того, по мнению WWF, если весь мир будет жить так, как это делает Великобритания, то для обеспечения жизнедеятельности понадобятся целых три планеты.
Один из руководителей фонда, Пол Кинг, говорит, что мир залезает в «серьезные экологические долги».
«Пришло время сделать жизненно важный выбор, чтобы люди смогли наслаждаться жизнью на одной планете», – сказал он.
«Города, электростанции и дома, которые мы строим сегодня, либо приведут к тому, что общество очень надолго погрязнет в губительном для планеты цикле чрезмерного потребления, либо откроют путь нынешнему и следующим поколениям к экологически рациональному способу жизни на одной единственной планете», – добавил Пол Кинг.
Отчет, составленный специалистами WWF совместно с Зоологическим обществом Лондона природоохранной организацией Global Footprint Network, основан на данных двух индикаторов:
* «Индекс живой планеты» (Living Planet Index) – измерения состояния здоровья экосистем планеты
* «Экологический отпечаток» (Ecological Footprint) – измерения потребления природных ресурсов человеком
В «Индексе живой планеты» отслеживается информация о популяции 1313 видов позвоночных рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих во всем мире.
Сокращение популяции более чем на 30% показывает, что ресурсы планеты истощаются с невероятной скоростью.
В рамках «Экологического отпечатка» ученые измеряют количество биологически производительной почвы и воды, необходимых чтобы удовлетворять нужды человечества в пище, древесине и жилье, а также поглощать загрязнение, вызванное деятельностью человека.
Авторы отчета пришли к выводу, что «экологический отпечаток» превысил биологические возможности Земли на 25% в 2003 году. Это означает, что планета больше не способна восполнять потребляемые человеком ресурсы.
По словам Джонатана Ло из Зоологического общества Лондона, одного из авторов отчета, это явный признак продолжающегося сокращения биологического разнообразия во всем мире.
«Популяция видов в земных, морских и пресноводных экосистемах сократилась более чем на 30% с 1970 года, а в тропиках эти показатели намного выше, поскольку ресурсы слишком интенсивно потребляются человеком», – говорит он.
Авторы отчета WWF предполагают пять возможных вариантов развития событий – от продолжения жизнедеятельности без изменений до перехода к использованию восполняемых ресурсов.
В случае отсутствия каких-либо изменений в жизнедеятельности человека, к 2050 году человечеству будет необходимо в два раза больше ресурсов, чем
Земля будет способна произвести.
«При таком уровне экологического дефицита истощение природных ресурсов и крупномасштабный коллапс экосистем становятся все более вероятными», – предупреждают авторы отчета.
Чтобы перейти к обществу, живущему за счет возобновляемых ресурсов «решительные меры необходимы прямо сейчас» в таких областях как производство энергии, транспорт и жилье.
1. Глобальное изменение климата
Можно сколько угодно говорить про глобальное потепление, но данные для сравнения простираются лишь на 100–150 лет. Лишь объединив тысячу серий опосредованных измерений, удалось доказать, что за последние полторы-две тысячи лет так жарко не было.
Говоря о глобальном изменении климата, политики и обыватели, как правило, упускают из вида тот факт, что климат Земли никогда не был постоянным. В истории планеты были и ледниковые периоды, и времена, когда вместо полярных шапок зеленели тропические леса, а уровень мирового океана никогда не переставал изменяться.
И, хотя причины увеличения среднегодовой температуры Земли в последние десятилетия вроде бы всем очевидны – это резкое увеличение концентрации атмосферных парниковых газов в ходе промышленной деятельности человека, как раз«аномальность» этого потепления остаётся не очевидной для некоторых учёных из лагеря так называемых климатических скептиков.
Причина тому – ничтожно малый период систематических наблюдений за климатом Земли.
Сегодня за погодой наблюдают с помощью множества метеостанций, где каждый день фиксируются: температура воздуха в течение суток, сила и направление ветра, облачность, осадки и многие другие параметры. История таких систематических наблюдений не насчитывает и двухсот лет, потому сложно сказать, является ли резкое потепление климата последних лет беспрецедентным за сколько-нибудь продолжительный период времени.
Ученые из Пенсильванского университета показали, как,
используя опосредованные данные о климате, можно воссоздать картину ежегодного изменения характерного режима погод за последние полторы тысячи лет.
А с определенными допущениями – вплоть до начала новой эры.
Еще несколько лет назад люди не могли заглянуть в историю земного климата глубже, чем на тысячу лет, основываясь при этом в основном на довольно спорных данных, полученных при изучении системы годичных колец многовековых деревьев. Благодаря интенсивной работе палеоклиматологов и метеорологов сегодня такие данные пополнились куда более надежными и древними источниками.
Особенностью работы группы Майкла Манна из Пенсильванского университета является необычайно широкая база данных. Всего у ученых было 1209 серий климатических данных. Все 1209 позволяли восстановить те или иные параметры климата в прошлом вплоть до 1800 года н.э., 460 серий уходили вглубь времен ещё на 200 лет, 177 продолжались по 1400 год, 59 – до начала второго тысячелетия, 36 – до середины первого тысячелетия, и, наконец, 25 серий опосредованных климатических данных простирались до первого года.
Эти серии климатических прокси-данных(информации о климате, полученной изучением неких сторонних объектов) включают в себя и непосредственные документальные записи параметров климата, и данные, полученные при изучении параметров роста тысячелетних кораллов, морских отложений, спелеотермальные серии, данные из осадочных пород донных отложений озер, измерения изотопного состава и включений в кернах из ледниковых щитов. Отдельно учёные применили сомнительные, по мнению некоторых исследователей, методы определения температур на основании системы годичных колец деревьев.
Манну и его коллегам удалось учесть данные из всех уголков света – от тропических до приполярных районов океанов и континентов. При этом большая часть прокси-данных была, конечно, собрана в Северном полушарии.
Разумеется, подобная гигантская база данных подразумевает вовсе не тривиальный метод статистического анализа. Манн использовал для одного и того же объема информации две независимые методики подсчета, которые позволили получить взаимодополняющую картину динамики мирового климата. Работа американских исследователей вышла в свежем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученые любят давать довольно простые и сочные названия тем или иным закономерностям или явлениям, особенно когда они обсуждаются не только в научных кругах. Потому график изменения среднегодовой температуры Земли, построенный для последних нескольких столетий получил за характерный вид название«хоккейная клюшка». Действительно, практически прямая линия среднегодовой температуры в последние пятьдесят лет упорно ползет вверх всё ускоряющимися темпами.
Противники разговоров о глобальном потеплении предпочитали считать, что рукоять этой клюки вовсе не горизонтально – по крайней мере, на том её участке, который вновь открылся научному сообществу благодаря работе Манна.
Согласно его работе, рукоять этой клюшки оставалась горизонтальной вплоть до 700 года новой эры, а если положиться на не совсем надежные данные, её можно продлить и до 300 года н.э.
По мнению ученого, этот график должен убедить самых упорных скептиков в том, что глобальное изменение климата действительно происходит.
Комментируя же небольшие изъяны рукояти«хоккейной клюшки» среднегодовой температуры планеты, Манн отметил, что земной климат всегда реагировал на изменения активности Солнца и на выброс парниковых газов вулканическими извержениями. Однако, если в потеплении последних лет виновато все же человечество, оно должно не только уметь различать последствия своей деятельности, но и понимать, почему вдруг тропические ураганы стали сильнее и как бороться с повышением уровня океана.
2. Международные разработки в решении проблемы изменения климата
Ученые объединили снимки со спутников НАСА с коммерческими изображениями. Это позволит по-новому взглянуть на изменения, которые происходят с нашей планетой, в региональном масштабе и узнать стало ли это результатом человеческой деятельности.
Сотрудники исследовательского центра НАСА и их коллеги из университета Калифорнии проанализировали снимки за последние несколько лет, которые делались при помощи спектрального радиометра умеренного разрешения (оригинальное название Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer – MODIS). Данный прибор установлен на борту спутника «Терра». Полученные снимки были сопоставлены с коммерческими изображениями высокого разрешения в целях выявления изменений, которые произошли с растительными областями. Ученым удалось определить изменения земной коры, которые в большинстве случаев вызваны лесными пожарами или обширной вырубкой лесов.
«Это первая программа в своем роде. НАСА начинает использовать весь потенциал своих спутников, которые ежедневно делают снимки Земли. Совмещение полученных данных с подробными цветными коммерческими изображениями дает ощутимый результат» сказал Крис Поттер, ведущий автор нового исследования.
Использование MODIS для определения изменений на обширных областях земной поверхности совместно с коммерческими изображениями дают уникальную возможность увидеть изменения цвета земной поверхности и растительного мира отдельных регионов.
Население Калифорнии, по словам ученых, выросло на 75 процентов в период с 1970 до 2005 года. Это в результате привело к быстрой и обширной урбанизации и потере части естественной растительной поверхности земли. Урбанизированные регионы превратились в основные орошаемые сельхозугодия, мелкие фермы и дикие земли.
С 2001 по 2005 годы MODIS делал снимки над поверхностью, площадь которой более 5000 квадратных километров. На них четко видны постоянно уменьшающиеся зеленые районы Калифорнии. Исследуемая территория на 46 процентов состоит из лесов, 29 процентов покрыто кустарниками, а 7 процентов занимает травянистый покров. Полученные со спутника данные говорят о том, что больше всего сократились леса и кустарники. Ученые избрали эти сокращающиеся области в качестве объекта дальнейших исследований.
Благодаря коммерческим изображениям в высоком разрешении, ученые в состоянии более детально исследовать уменьшающийся растительный покров Земли. Анализ фотографий позволил узнать о пожарах на дикой территории и обширных вырубках леса вблизи городов Амадор, Мендокино, Батти и Палмэс.
Исследователи НАСА продолжат совместный анализ спутниковых и коммерческих изображений в поисках большего объема подробностей относительно изменений поверхности Земли.
3. Последствия изменения климата
Показано, что в настоящее время протекают процессы глобального природного потепления с одновременным подъемом уровня Мирового океана, увлажнением почв и подъемом грунтовых вод, учащением землетрясений и других стихийных бедствий, что негативно сказываться на экологическом состоянии обширных территорий и на жизнедеятельности больших групп населения нашей планеты. Анализируются причины изменения климата Земли и их вклад в современное глобальное потепление. Перечисляется ряд технологий, которые могут помочь в решении проблем, связанных с изменением климата Земли.
Неблагоприятным фактором для жизни Человечества является глобальное изменение климата Земли под действием различных периодических факторов.
Известно, что температура на земной поверхности формируется, в основном, за счет трех факторов: тепла из недр Земли, излучения Солнца и техногенной деятельности Человечества. Поскольку тепла из недр Земли приходит в 5000 раз меньше, а тепла от человеческой деятельности в 6000 раз меньше, чем от Солнца, то очевидно, что главным фактором, формирующим климат Земли, является солнечная радиация. При этом для изменения климата не обязательно должна меняться энергетика Солнца – достаточно измениться расстоянию между ним и нашей планетой даже на единицы процентов, и круто изменится (учитывая обратно квадратическую зависимость солнечной радиации от расстояния) климат Земли и жизнь ее обитателей.
Наиболее сильное влияние на климат Земли оказывает форма её орбиты. Оказывается, она то вытягивается, то снова округляется. А её эксцентриситет меняется от 0,001 до 0,0668 с периодом около 105 тысяч лет. В настоящее время он составляет 0,0167 и продолжает уменьшаться, поэтому в январе Земля приближается к Солнцу на 147 млн. км, а в июле удаляется от него на 152 млн. км, что приводит к изменению уровня солнечной радиации в течение года на 6,5%. При уменьшении эксцентриситета земной орбиты в ближайшие 25 тысяч лет уровень солнечной радиации в июле будет возрастать, и средняя температура планеты будет достаточно высокой. В дальнейшем эксцентриситет орбиты начнет увеличиваться и через 83 тысячи лет достигнет величины 0,0668, а разность между максимальным и минимальным расстояниями Земли от Солнца станет равной 19,7 млн. км. При этом уровень солнечной радиации уменьшится на 26%, что приведет к существенному похолоданию климата.
Заметное влияние на климат оказывает угол наклона оси вращения Земли относительно плоскости орбиты (этот угол является основным виновником существования сезонного изменения температуры в течение года). Сейчас он равен около 230
26' (меряется от перпендикуляра к плоскости орбиты Земли), но с периодом в 41000 (по некоторым данным – 40700) лет меняется от 210
55' до 240
18', т.е. на 20
23'. Последний раз максимальное значение было в 4493 г. до н.э., а сейчас этот угол уменьшается. Соответственно, уменьшается и разница между зимней и летней температурой в одной и той же местности. При этом ввиду эллиптичности земной орбиты также несколько меняется и интегральная температура северного и южного полушарий.
Если изменение эксцентриситета земной орбиты влияет на глобальную температуру планеты, то прецессия ее оси вносит дисбаланс в глобальное распределение тепла между северным и южным полушариям.
Из-за сплюснутости и неравномерного притяжения Земли Солнцем ее ось описывает конус с вышеуказанным углом и периодом 25920 лет, а северный полюс – незамкнутую окружность (рис. 1). Поскольку планета движется не по окружности, а по эллипсу, что само по себе уже заметно влияет на ее тепловой режим, и при этом полюсами то поворачивается, то отворачивается от центра Галактики с его дополнительным теплом, то с этим же периодом в Северном или со сдвигом в полпериода в Южном полушарии наступают глобальные то потепления, то похолодания с образованием ледников, что негативно сказывается на жизни народов.
Складываясь, все вышеперечисленные факторы могут изменять поступление солнечного тепла в Северном полушарии, где мы живем, на 30–32%, что в некоторые периоды приводило к значительному оледенению средних широт и опусканию тундры с севера на юг до центральных районов Африки.
Наши далекие предки знали о прецессии оси Земли. Поскольку небо по древнему называлось Сваргой, то круг на небе, который описывается осью Земли за 25920 лет (см. рис. 1) и период времени, за который он описывается, они называли Сварожьим Кругом. Деленный на 1800
он давал Круг Жизни в 144 года, который был основой древнего календаря.
По причине прецессии Земной оси поступление тепла от Солнца в средних широтах, по оценке автора, может меняться на 6,5%, что соответствует изменению температуры на 200
С. Так, например, если в некоторой местности среднегодовая температура в теплый полупериод, называемый Сварожьим Днем, составляет +180
С, то через 13 тыс. лет в Сварожью Ночь (называемую в Индии – Кали Югой) она будет равняться уже только –20
С (рис. 2). И действительно, археологические исследования подтверждают, что в центральной Европе в древности ледники опускались с севера на юг до широты в 470
, а, с другой стороны, на островах Северного ледовитого океана и в Антарктиде найдены останки тропических растений, указывающие на периодическую смену климата Земли в широких пределах.
В соответствии с рис. 2. сейчас заканчивается Сварожья Ночь (точка перегиба синусоиды приходится на 2012 г.) и идет самое интенсивное изменение климата Земли в сторону потепления – в том числе и за счет постепенного поворота Северного полюса в сторону центра Галактики под лучи миллиардов звезд (на рис. 1 центр Галактики находится сверху).
За последние несколько сот лет площадь сплошных полярных льдов в Арктике уменьшилась на треть и по прогнозу ученых совсем исчезнет к 2070 г. (летом можно будет спокойно плавать на Северный полюс на экскурсии). За последние 100 лет средняя температура Земли возросла на 0,8 °С. От потепления в Альпах и на Кавказе ледники уменьшились в объеме в два раза, а на горе Килиманджаро в Северной Африке – на 73%.
Современное потепление климата в Северном полушарии можно проиллюстрировать на примере уменьшения площади льдов Гренландии. Спутниковые снимки (рис. 3), отслеживающие процесс таяния льдов на этом острове, красноречиво свидетельствуют о том, что граница между льдом и сушей уходит вглубь. В прошлом это происходило со скоростью примерно 1 метр в год, сейчас – 10 метров в год. Арктический морской лед за последние 30 лет тоже значительно сдал. Поэтому ледяные поля под действием своей тяжести стали трескаться, что вызывает землетрясения северных территорий силой до 5 баллов.
В это же время в Антарктиде идет интенсивное увеличение объема льдов на 1220 км3
в год. Но с середины XiX века инструментальными метеорологическими наблюдениями в арктических зонах Европы, Азии и Северной Америки обнаружено хорошо выраженное климатическое потепление на 2,4 °С. В последующие 100 лет, например, в Сибири ожидается повышение средней температуры до 7 градусов. Поэтому таяние льдов в Арктике идет быстрее, уровень Мирового океана за последние 100 лет поднялся на 10 см, а его среднегодовой подъем удвоился и достиг 2 мм в год, т.е. сейчас идет фактически медленный всемирный потоп, который повышает влажность воздуха, почв и уровень грунтовых вод, что неблагоприятно сказывается на состоянии зданий и сооружений, плодородии почв и площади обрабатываемых земель. Уже сейчас 30–40% территории Украины являются проблемными: заболоченными, подтопленными или с оползнями и другими неприятностями.
Через тысячу лет в Северном полушарии таять и испаряться будет нечему, а в Южном – процессы льдообразования будут продолжаться. Поэтому уровень Мирового океана начнет уменьшаться, а климат – становиться жарким и засушливым. Из-за этих особенностей уровень Мирового океана «гуляет» с удвоенной частотой, т.е. с периодом в 12960 лет, и с амплитудой в 150 м (он уже бывал ниже на 200 м и выше на 100 м от современного уровня – см. рис. 2). При таких темпах в ближайшие 100 лет он поднимется на 40–80 см, а через 1000 лет – на все 100 м. Очевидно, что значительная часть прибрежных территорий всех материков с расположенными на них городами, инфраструктурой и плодородной почвой уйдут под воду. Население же этих территорий – живущее, как правило, с большой плотностью – вынуждено будет переселяться в другие места, создавая новые проблемы коренным жителям этих мест.
Так, например, с 1950 по 1975 г. Китай терял в среднем по 1,5 тыс. кв. км. К настоящему времени этот показатель возрос до 3 тыс. кв. км. Почти 1,5 тыс. населенных пунктов Китая исчезают ежегодно под водой.
Рост уровня мирового океана всего на 1 м приведет к затоплению обширных участков прибрежной зоны, включая районы интенсивного рисоводства в Индии, Таиланде, Вьетнаме, Индонезии и Китае. Сотни городов будут частично затоплены, в том числе Лондон, Александрия, Бангкок. Более трети Шанхая, города с населением 15 млн. человек, окажется под водой. Рост уровня океана на 1 м в сочетании с сильными штормами приведет к затоплению морской водой, например, части Нижнего Манхэттена.
А если уровень Мирового океана поднимется на 100 м (примерно через 1000 лет), то под воду полностью или частично уйдут территории целых стран: 100% Гвинеи Биссау и Бангладеш, 98% Нидерландов и Дании, 95% Эстонии, 90% Сенегала, 80% Камбоджи, 70% Великобритании, 65% Латвии, 60% Бельгии и Литвы, 50% Ирака, 45% Германии, 40% Кубы и Бразилии, 30% Венгрии и Польши, 25% Финляндии, 20% России, Украины, Румынии и Италии, 15% Индии, Австралии, Молдовы и Франции, 10% Китая, 8% США, 5% Канады и 3% Японии.
Есть еще один важный фактор – это изменение зоны тропического климата. Субтропические высотные воздушные реки медленно, но уверенно меняют свои «русла» в направлении полюсов. Фактически это приводит к расширению зоны тропического климата. Если такая тенденция продолжится, то некоторые из самых засушливых мест Земли (Сахара в Африке и полупустыни юго-запада США) распространятся на север – на плодородные области Европы и северной части Америки. Воздушные потоки верхней тропосферы охватывают весь земной шар и задают тон погоде, формируя картину осадков и распределение полей температуры. Американские учёные проанализировали спутниковые данные за последние 27 лет и пришли к выводу, что субтропические высотные потоки сместились на 1 градус широты (или на 112 километров) в направлении от экватора к полюсам. При этом исследователи отмечают, что за эти годы слои субтропической тропосферы, где варится основная кухня погоды, (от поверхности Земли до высоты 12 км) нагрелись быстрее, чем верхняя ее часть.
Если сегодня на нашей планете имеется всего 3% экстремально засушливых территорий, то со временем в Северном полушарии их станет еще больше, увеличиваясь к 3000 г. до 20–30%. Если не предпринимать никаких мер, то появится много новых проблем.
Глобальное потепление климата непременно должно отразиться и на динамике воспроизводства плодородия почв, особенно черноземов средней полосы. Как было показано в работе [2], стабильность этих почв обеспечивается гармоническим характером сезонных изменений гидротермических условий, близким к идеальной синусоиде. При этом взаимные переходы «фульвокислоты (ФК) → гумусовые кислоты (ГК)» и обратно образуют аттрактор на плоскости Лоттки-Волтерры в виде квадратичной гиперболы, симметричной относительно точки равновесия, т.е. распад макромолекул ГК на элементарные циклические комплексы ФК в период максимальных возмущений гидротермических условий весной и осенью целиком компенсировался адекватной обратной реакцией синтеза ГК жарким летом и морозной зимой. Именно такой гармонический характер сезонных изменений и обеспечил образование черноземных почв в окрестности 45 градусов широты как в Северном, так и в Южном полушарии.
Изменение климата сдвигает положение аттрактора относительно точки равновесия в сторону процесса распада ГК, который уже не компенсируется обратным синтезом и ведет к деградации черноземов. А поскольку глобальное потепление никакой международной конвенцией не остановить, то надо быть готовым к принятию адекватных мер по сохранению и приумножению потенциала плодородия почв.
Казалось бы, общее потепление климата просто сдвинет зону черноземных почв далее на север, но это лишь идеализированные надежды. А все потому, что гармоника сезонных изменений – лишь необходимое, но далеко не достаточное условие – на песке сам собой
В условиях резко переходного периода природных изменений группа ученых из разных стран формирует программу «Ковчег» и обращение к мировому сообществу с целью объединения усилий по решению межнациональных, этнических и религиозных проблем (связанных с беженцами), проблем подтопления и опустынивания земель (связанных с глобальным изменением климата), проблем чрезвычайных ситуаций (связанных с усилением активности землетрясений, вулканов и цунами), проблем эпидемий и экологических бедствий (являющихся спутниками всех остальных факторов).
Ученые считают, что жителям, правительствам и различным организациям (ООН, ЕС) средних широт пора объединиться и решать проблемы последствий изменения климата (в частности, наступления пустынь) там, где они появились, а не в Европе, США или Канаде, где уже теперь есть проблемы с беженцами и нелегалами и куда в ближайшие десятилетия может хлынуть многократно возросший поток переселенцев с юга. Такое решение проблем может обойтись сейчас в десятки, если не в сотни раз дешевле, чем их решение позже у себя дома, включая межнациональные, межэтнические, религиозные и другие распри с нежданными гостями.
Принципиально Человечество уже имеет технологии, позволяющие приспосабливаться к суровым условиям жизни крайнего севера или жарких тропиков. К этому добавляется ряд технических и технологических решений российских и украинских ученых.
Так, российскими учеными и инженерами разработана архитектурно-строительная система «Элевит», в которой за счет оригинальных материалов и конструкций получаются жилые здания в 10–15 раз легче обычных, что обеспечивает их всплытие при наводнениях, а повышенная жесткость не позволяет складываться при землетрясениях. Специальная же теплоизоляция защищает людей внутри них как от холода, так и от жары. Именно эти здания наиболее пригодны для строительства в проблемных регионах.
С другой стороны, киевским академиком Б.В. Болотовым предложена новая технология конденсирования воды из воздуха без затрат внешней энергии (1 г специального вещества конденсирует 1 л воды в сутки) и принципиально новые и экологически безопасные источники энергии. Им же разработана и эффективная система лечения больных на основе самых доступных материалов и средств (этот автор на сегодня является самым читаемым в России из живущих людей).
Не менее интересно и то, что харьковским ученым В.И. Ионенко разработана технология получения криптогумина – полного аналога природного гумуса, основного носителя и хранителя плодородия почвы. Особенностью этой технологии, не имеющей пока аналогов в мире, является получение органического вещества из биоразлагаемых отходов (навоза, бытовых органических отходов, опавшей листвы, соломы, птичьего помета) в течение 20…30 минут в отличие от месяцев в технологиях с использованием микробиологических процессов, т.е. технология является интенсивной, индустриальной. Таким образом, используя эту технологию, мы можем, как говорится, «убивать двух зайцев»: решать экологическую проблему с утилизацией мусора и снабжать засушливые районы искусственным гумусом для поддержания или восстановления плодородия почв.
Уже только вышеперечисленные примеры научно-технических разработок способны решить ряд проблем в условиях наступления пустынь. Было бы желание и финансирование заинтересованных лиц и организаций.
Можно перечислить и иные российские и украинские разработки, уже положительно зарекомендовавшие себя на практике и пригодные для участия в программе «Ковчег». Это:
1. Приборы и технологии геополяритонного (пассивного) зондирования Земли (до глубины 30–50 км, в т.ч. на самолетах и на орбитальных станциях для мониторинга Земли из космоса).
2. Георадары и технологии подповерхностного активного зондирования Земли (до глубины 30–500 м).
3. Технологии снижения трения, получения новых материалов и сверхтвердых покрытий, способных обеспечить работу машин и механизмов в условиях пустыни и т.п.
4. Технологии вероятностной оценки (прогнозирования) рисков катастрофических масштабов.
4. Киотский протокол и Россия
Федеральный закон «О ратификации Киотского протокола к Рамочной конвенции Организации Объединённых Наций об изменении климата» был принят Госдумой РФ 22 октября 2004 года и одобрен Советом Федерации 27 октября 2004. Президент РФ Владимир Путин подписал его 4 ноября 2004 года (под №128-фз). Протокол вступил в силу 16 февраля 2005 года, через 90 дней после официальной передачи документа о ратификации его Россией в Секретариат РКИК 18 ноября 2004 (для вступления его в силу была необходима ратификация государствами, на долю которых приходилось бы не менее 55% выбросов парниковых газов). Первый период осуществления протокола начался 1 января 2008 года и завершится 31 декабря 2012.
В течение первого года действия Киотского протокола, 2005, его механизм на территории России так и не начал действовать – создание национальной биржи по торговле квотами на выбросы парниковых газов фактически было приостановлено на неопределённый срок, отсутствовали и проекты совместного осуществления по замене оборудования российских предприятий на более эффективное и экологически чистое. Причина состояла в отсутствии документов, необходимых для создания национального реестра выбросов парниковых газов.
В марте 2006 года на заседании Правительства Российской Федерации был рассмотрен вопрос о реализации положений Киотского протокола. Министерству экономического развития и торговли вместе с другими федеральными органами власти было поручено в течение двух месяцев подготовить концепцию проекта законодательного акта, регулирующего вопросы реализации в Российской Федерации Киотского протокола. Кроме того, в течение одного месяца должен быть подготовлен документ, регулирующий применение статьи 6 Киотского протокола, согласно которой Россия может привлекать инвестиции в проекты совместного осуществления.
К началу 2008 года в России были готовы процедуры работы по Киотскому протоколу, на официальном сайте РКИК ООН были представлены порядка 50 проектов совместного осуществления из России. В России работают международные компании, такие как консультанты CAMCO и Global-Carbon, орган по проведению независимой экспертизы проектов по сокращению выбросов (детерминации) SGS, а также один из крупнейших покупателей квот шведский концерн Tricorona Ab (Трикорона ОАО).
Изменения, обещаемые климатом, можно считать катастрофическими. Достаточно сопоставить вероятность прогноза с той опасностью, которую он несет. Если ничего не делать, катастрофа наступит уже в конце столетия, когда температура повысится на плюс 4,5 градуса по Цельсию (привожу «среднюю» величину, есть цифры выше и есть – ниже). При изменении температуры на 4,5 градуса на Земле может произойти резкое, «обвальное» сокращение биоразнообразия (имеются в виду все живые организмы, от высших – до низших). Уже сегодня скорость сокращения биоразнообразия (из-за уничтожения экосистем и загрязнения окружающей среды) раз в 500 выше, чем была в любые древние эпохи, реконструированные палеонтологией.
Трансформации, которые начнут происходить в биоте под влиянием изменяющегося климата, только усугубят процесс радикального изменения условий жизни человека. Станет крайне рискованным сельское хозяйство: сократятся площади пахотных земель, упадет урожайность. Чтобы преодолевать эти процессы, придется тратить колоссальные средства на агротехнику и агрохимию. Однако такие усилия не компенсируют удара: ситуация будет меняться быстрее, чем человек сможет к ней приспособиться.
Все это приведет к колоссальным социальным потрясениям. Из-за водного голода, многие страны окажутся неспособными прокормить себя. Это вызовет миграцию. Миграционные потоки обещают достичь миллиарда человек. Россия тоже, вполне возможно, – прежде других, будет рассматриваться как страна, куда целесообразно переселиться: воды – много, земли – много.
Хронический водный кризис – не за горами, его начала можно ждать уже в 30-е годы нашего века. Если же к концу столетия миграции приобретут массовый характер, трудно прогнозировать, что будет с социальными системами. Пустить к себе всех переселенцев развитые страны не захотят, ибо это означает, что придется расстаться со своей развитостью, с привычным уровнем жизни.
Но «не пускать» – означает применять недемократические методы защиты своих территорий, и может быть, даже самые крайние. Мир будет раздираться между альтернативами, что приведет к серьезной политической нестабильности. В условиях нарастающей катастрофы и перманентного кризиса биологический кризис подавит духовное начало, и тогда вообще встанет вопрос о том, можно ли сохранить демократические ценности, а то и человеческий облик вообще. Вот что могут принести изменения климата!
С другой позиции Киотский протокол критикуют за то, что он слишком мало дает – только 5% сокращений антропогенных выбросов. Бывший премьер-министр Великобритании Тони Блэр был недоволен именно тем, что обозначенные цели – недостаточные и подчеркивал, что нужен более серьезный шаг. Но это было бы нереалистично: даже скромные задачи, поставленные Киотским протоколом, не обеспечили ему ратификацию со стороны США и Австралии. А если бы обязательства были еще жестче, то у такого документа просто не было бы никаких шансов.
Когда Киотский протокол разрабатывался, никто из его авторов и не намеревался создать кардинальный инструмент для достижения (всего за 5–10 лет) существенного снижения концентрации парниковых газов в атмосфере. На предложенный проект смотрели, прежде всего, как на первый шаг в длительном процессе взаимодействия стран по решению климатической проблемы, как на инструмент, который позволит отрабатывать механизмы сотрудничества на этом направлении.
Кроме тех механизмов, которые определены сейчас (торговля квотами на парниковые газы, проекты совместного осуществления, механизм чистого развития), возможны и другие, и уже поступают новые предложения. После первого бюджетного периода (он закончится в 2012 году) киотская идея должна получить новое продолжение – в другом формате, с новыми обязательствами.
Согласен, что физически Киотский протокол дает немного (сокращение выбросов на 5%), но политически, институционально этот проект очень значим. Вот пример: если ничего не делать, то к 2012 году (по сравнению с 1990 годом) концентрация парниковых газов должна возрасти на 18 ppm (частиц парниковых газов на 1 млн. частиц воздуха). Если же реализовать киотские меры, то – на 16 ppm.
С экономической точки зрения это не так уж и плохо. Реальный счет идет на градусы и на доли градусов. Если бы удалось «сэкономить», сдержать потепление на 2 градуса за столетие, это было бы колоссальным успехом (сравним: 37 градусов температура человеческого тела или – 39: разница есть!). А если говорить о биоте, то для нее даже самое малое изменение параметров может оказаться существенным, так что поступательное решение киотской задачи может спасти много живого на Земле.
5. Механизмы снижения антропогенного воздействия глобального изменения климата в энергетике России
Хотя выбросы парниковых газов в России с 1990 года сократились более чем на 30%, по уровню выбросов Россия находится на третьем месте в мире после США и Европейского Союза. Поэтому смягчение последствий негативного влияния изменения климата в России положительным образом скажется на состоянии мировой атмосферы.
Более 70% выбросов всех парниковых газов в России приходится на сжигание ископаемого топлива для энергетических нужд во всех отраслях промышленности. Около 98% всех выбросов диоксида углерода (CO2
) приходится на сжигание ископаемого топлива. 70% выбросов метана (CH4
) приходится на энергетический сектор, большая часть этих выбросов связана с утечками природного газа при производстве и передаче газа.
В связи с этим одним из важных направлений снижения антропогенного воздействия является сокращение выбросов парниковых газов в энергетическом комплексе России. Существуют 4 основных направления снижения выбросов:
1. Переход с топлива с высоким содержанием углерода на топливо с более низким содержанием углерода.
Такая стратегия была применена в 80-х годах в Великобритании, когда страна отказалась от использования угля в пользу природного газа. Это позволило Великобритании улучшить экологическую обстановку и сократить выбросы парниковых газов. Правительство Советского Союза еще 20–30 лет назад объявило так называемую «газовую паузу», что позволило значительно увеличить долю природного газа в производстве и потреблении энергии (в 1995 году – 50 и 48% соответственно). В энергетической стратегии 1995 года правительство России также объявило большее использование природного газа приоритетным направлением. Однако, в новой энергетической стратегии до 2020 года, которая до сих пор не утверждена, планируется снижение доли газа в пользу угля и атомной энергетики, что может привести к увеличению выбросов парниковых газов.
2. Разработка мер по энергосбережению
. Энергосбережение – одно из самых важных направлений сокращения выбросов. Например, в докладе Межправительственной Группы Экспертов по Изменению Климата (МГЭИК) отмечается, что существуют сотни мер по энергосбережению в транспорте, строительстве и промышленности, внедрение которых может сократить выбросы парниковых газов на половину. Для России внедрение энергосбережения особенно важно. Несмотря на падение производства, энергоемкость российской экономики с 1990 года выросла на 15%. В то время как все последние документы, посвященные развитию топливно-энергетического комплекса России, отмечают важность энергосбережения и говорят о большом потенциале энергоэффективности, основными приоритетами развития энергетического комплекса страны являются строительство новых электростанций, увеличение добычи и использования ископаемого топлива и повышение доли атомной энергетики. К сожалению, даже специальные программы по энергосбережению практически не финансируются из государственного бюджета. Например, за счет федерального бюджета предполагалось финансировать только 3% расходов по Федеральной целевой программе «Энергосбережение России».
3. Развитие возобновляемых источников энергии
. Доля возобновляемых источников энергии в общем производстве в настоящее время составляет 0,1%. Несмотря на огромный потенциал нетрадиционных источников энергии, особенно ветра и биомассы, утверждается, что технически освоенный в России и экономически оправданный потенциал намного ниже. Поэтому планируется довести эту долю до 0,8 – 1%. Для сравнения, Европейский Союз ставит задачу довести долю возобновляемых источников энергии в общем энергопотреблении до 12% к 2010 году. На региональном уровне, особенно в отдаленных районах, использование местных возобновляемых источников энергии может сократить использование дорогого привозного топлива.
4. Разработка и коммерциализация новых технологий (например, топливные элементы)
. Существуют новые технологии, которые уже работают, но их использование еще слишком дорого. К таким технологиям относится производство тепла и энергии с помощью топливных элементов, работающих на водороде. Кроме того, топливные элементы можно использовать в двигателях автомобилей. Многие российские ядерные лаборатории занимаются этим направлением. В мире существуют энергетические компании, которые уже поставляют электростанции на топливных элементах. Все ведущие автомобильные компании создают прототипы автомобилей на топливных элементах.
Помимо вышеуказанных направлений в каждом секторе экономики существуют более специальные технологии сокращения выбросов парниковых газов. Например, в газовом секторе. Так как природный газ – это в основном метан, измерение утечки природного газа, а затем идентификация и ремонт технологических составляющих газораспределительных сетей, от которых происходит наибольшая утечка, могут помочь сократить потери газа, а значит и выбросов метана, в России. Аналогичные проекты в США позволили газовым компаниям, начиная с 1993 года, уменьшить потери газа на десятки миллионов кубических метров и сэкономить около 360 миллионов долларов. Такого рода проекты предлагались и «Газпрому» в 2000 году, но он не проявил заинтересованности.
Необходимо отметить, что для того, чтобы наиболее эффективно сокращать выбросы парниковых газов, необходимо провести инвентаризацию этих выбросов и создать институты, которые будут определять приоритетные меры по сокращению. К сожалению, в России на государственном уровне системы инвентаризации до сих пор не существует и таких институтов не создано.
6. Мировой опыт углеродного рынка и устойчивое развитие российских регионов
Мировой опыт функционирования углеродного рынка показывает, что продажа VER, полученных в результате проекта, не полностью покрывает издержки проекта. На стоимость проекта в значительно большей степени, чем цена тонны-эквивалента углекислого газа влияют такие параметры, как ставка дисконтирования, стоимость устанавливаемого оборудования и т.д. Однако продажа VER существенно сказывается на процессе проектного финансирования. Следовательно, торговля VER можно рассматривать как способ привлечения дополнительных финансовых средств для выполнения экологических проектов.
Европейский союз начинает торговлю выбросами парниковых газов в 2005 г. Стоимость тонны-эквивалента углекислого газа на рынке эмиссий может колебаться в пределах от 1 до 50 евро. Верхняя граница определяется размером штрафа, установленного Евросоюзом, за выброс каждой дополнительной тонны углекислого газа сверх базового уровня эмиссии. Современный мировой углеродный рынок находится в начальной стадии активного формирования. Сегодня у России имеется уникальная возможность участвовать и формировать правила торговли на будущем углеродном рынке, которые отвечали бы национальным интересам страны. В противном случае, России придется в будущем работать по правилам, разработанным для нее развитыми странами. После ратификации Киотского протокола Россия должна разработать национальную программу снижения выбросов парниковых газов, согласованную с международными обязательствами страны. Регулирование внутреннего углеродного рынка должно соответствовать международному законодательству, для привлечения иностранных инвесторов. Стоимость исполнения обязательств по Киотскому протоколу весьма высока. Так издержки США по снижению выбросов оцениваются в размере от 1% до 4% ВВП, что сравнимо по величине с военными расходами Соединенных штатов. Стоимость исполнения обязательств, принятых Россией на себя при ратификации Киотского протокола, сегодня сравнительно низка, но она будет значительно возрастать в будущем. Для снижения этого негативного эффекта необходимо немедленно начать работу по снижению выбросов парниковых газов источниками на территории России. Важную роль в реализации проектов по снижению эмиссии парниковых газов будут играть транснациональные компании, ведущие бизнес в России. Транснациональные компании имеют значительный опыт по созданию и работе на углеродном рынке.
Наглядный пример – компания British Pеtroleum, которая совместно с PriceWaterhouseCoopers организовала систему внутрифирменной торговли, в которой участвуют 12 подразделений. И за три последних года она принесла доходы в 928 млн. долларов. За это же время компании удалось снизить выбросы углекислого газа на 16,3 млн. т. При этом за 2001 г. она продала право на выброс 4,5 млн. т углекислого газа по средней цене более 39 долларов за тонну. Причем в некоторые моменты цена достигала 100 долларов за тонну.
Основными источниками эмиссии углекислого газа в нефтяной отрасли традиционно являются нефтедобыча, нефтепереработка и нефтехимия. Снизить их неблагоприятное воздействие на экологию BP удалось путем повышения эффективности использования энергии, утилизации попутного газа и снижения потерь при транспортировке.
Думаю, наиболее дальновидные из российских нефтяных компаний уже сейчас могут оценить полезность этого опыта. Через шесть лет отечественная нефтяная промышленность лицом к лицу столкнется с проблемами, связанными с Киотским протоколом. Впрочем, проблемами они окажутся только для тех нефтяников, которые не научились эффективно использовать экономические механизмы, заложенные в этом документе. В то время, как умелое владение ими поможет компаниям привлечь дополнительные инвестиции.
Иностранные компании получают конкурентные преимущества благодаря участию в проектах раннего исполнения. С одной стороны, предприятие получает уникальный опыт в результате участия в углеродной торговле. С другой стороны, использование механизмов гибкости Киотского протокола снижает энергоемкость продукции и делает ее экологически привлекательной. В качестве образца функционирования российского углеродного рынка можно предложить механизм, подобный системе Climate Trust, созданной властями штата Орегон США. Квоты на эмиссию углекислого газа будут разделяться между предприятиями пропорционально объему выбросов за предыдущий год. Разность между полученной квотой и уровнем фактической эмиссии углекислого газа может быть продана предприятием на углеродном рынке. В случае фактической эмиссии превышающей величину квоты предприятие выплачивает штраф, величина которого пропорциональна этой разности. Неравномерность распределения во времени спроса и предложения углеродных квот приводит к необходимости кредитования и заимствования на углеродном рынке. Это важную роль должен играть крупный российский банк, который имеет филиалы во всех субъектах Федерации. Условием успеха должен служить высокий международный кредитный рейтинг российского банка. Предприятие открывают углеродные депозиты в банке. Региональный филиал может кредитовать углеродными квотами другой региональный филиал. Возникает межбанковский рынок углеродных заимствований. Углеродные квоты предприятия могут быть использованы как залог при его кредитовании. Предприятие может привлечь инвестиции для внедрения новых энергосберегающих технологий. Это позволит снизить эмиссию будущих периодов и образовавшуюся дополнительную неиспользованную эмиссию можно возвращать для погашения задолженности.
Наконец, аккумулированные квоты можно выставить на продажу через углеродную биржу, а полученные денежные средства распределить по счетам предприятий пропорционально объему их углеродных депозитов Другими словами, углеродные депозиты могут представлять новый высоколиквидный финансовый инструмент на мировом финансовом рынке. Годовые объемы продаж на углеродном рынке России могут составить от 400 млн. USD до 4 млрд. USD. При углеродной процентной ставке в 10% годовые доходы банка составят от 40 млн. USD до 400 млн. USD. Инициатором начала углеродного проекта должны выступить промышленно развитые российские регионы, которые смогут этим способом привлечь дополнительные финансовые средства для решения региональных экологических проблем.
Заключение
Таким образом, древние знания, современные исследования и неоспоримые наблюдательные факты указывают на существование в настоящее время процессов глобального природного потепления с одновременным подъемом уровня Мирового океана, увлажнением почв и подъемом грунтовых вод, что, безусловно, будет негативно сказываться на экологическом состоянии обширных территорий уже в ближайшем будущем. Но уже сейчас мы имеем ряд технологий, которые могут помочь в решении возникших и могущих возникнуть в будущем проблем.
Использукемая литература
1. Пабат А.А. «Глобальные изменения климата: антропогенная и космогенная концепции» // «Энергия» 2006,
2. Природопользование. Учебник для ВУЗов / Арустамов Э.А., Волощенко А.Е., Гуськов Г.В.М., 2004.
3. Экология и экономика природопользования. Учебник для ВУЗов / под ред. Э.В. Гирусова, Лопатина. М., 2003.
4. Астахов А.С., Зайденварг В.Е., Певзнер М.Е., Харченко В.А. Экономические и правовые основы природопользования. – М.: Изд-во МГГУ, 2002.
5. Д. Шапошников, Ю. Сафонов, Социальный форум по изменению климата, Изд-во «Реформ-Пресс», 2003
6. Кевин Уоткинс, Доклад о развитии человека 2007/ 2008. Борьба с изменениямиклимата. Человеческая солидарность в разделенном мире 2007 г.
7. В.Ф. Логинов, Глобальные и региональные измененияклимата. Причины и следствия, 2008 г.