01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Науки о Земле
19 марта
Россия тает, Британию заливает: «больные» вопросы экологии двух стран

Unsplash/Pixabay

О том, с какой скоростью растет температура вечной мерзлоты, есть ли в потеплении положительные стороны и какова вероятность повторения наводнения в Крымске, рассказывает Indicator.Ru.

В марте 2017 года завершился двусторонний российско-британский проект «Оценка и распространение информации о воздействиях изменения климата на национальном уровне в России и Великобритании». В нем приняли участие российские исследовательские институты (Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН и Государственный гидрологический институт) и британская компания Ricardo Energy & Environment. Целью проекта было наладить взаимодействие и обмен информацией и опытом оценки климатических воздействий между странами. Он явился продолжением более крупного международного проекта CLICC — «Исследования воздействия климатических изменений на национальном уровне» (Country Level Impacts of Climate Change).

В качестве темы исследования каждая страна выбрала один «больной» для себя вопрос. Для России такой проблемой стало таяние вечной мерзлоты, для Великобритании — наводнения.

Итоги проекта участники обсудили на семинаре, в котором приняли участие как исследователи, так и представители бизнеса и власти. Оба вопроса участники рассматривали и с чисто научной точки зрения (причины, тенденции, прогнозы), и по их прикладному значению (например, каких стандартов при строительстве зданий потребует таяние мерзлоты).

Богатая и опасная

Вечная мерзлота занимает примерно две трети площади России. Несмотря на то, что эта территория малонаселена, на нее приходится 60-70% валютной выручки страны. Эти земли богаты природными ресурсами: из них добывается около 93% природного газа и 75% нефти России, там находятся месторождения каменного угля, золота, алмазов. На вечномерзлых почвах построены здания, проложены дороги, нефте- и газопроводы.

В мерзлоте хорошо сохраняются болезнетворные бактерии, которые при ее таянии могут спровоцировать эпидемии. Она же содержит и большое количество загрязнителей, которые делают реки более мутными и вредят их обитателям. Из-за таяния мерзлоты быстрее разрушаются берега рек, проседают почвы, что вызвано таянием подземного льда, образуются оползни. Таяние вечной мерзлоты может вызвать повреждение инфраструктуры и разрушение зданий. В свою очередь, прорывы трубопроводов приводят к разливу нефти и расходам на ликвидацию последствий.

О разрушительном влиянии изменений климата рассказал Валерий Гребенец, доцент географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. В своем докладе он рассказал не только о климатических изменениях, но и о том, что человек все сильнее изменяет ландшафты и биосферу, что влияет в том числе и на разрушение возводимых человеком же построек.

Зачастую ситуация ухудшается из-за самих же зданий: они нарушают сложившийся теплообмен между грунтом и воздухом атмосферы. Немалая часть техногенной нагрузки приходится на ошибки при проектировании и строительстве.

Грунты нагреваются, из-за чего ослабевают поддерживающие устойчивость построенных на мерзлоте зданий силы смерзания. При этом силы выталкивания (или пучения; силы, вызванные увеличением объема воды при замерзании и «выталкивающие» основание фундамента, сваи и т. д.) остаются такими же. Неравномерное изменение свойств грунтов и приводит к разрушению зданий. Однако, по словам Гребенца, «пока подавляющая часть деформаций, около 80%, связана с техногенезом», то есть, в данном случае, с ошибками в проектировании и утечками из коммуникаций.

Но оставшиеся 20% разрушений вызваны деградацией мерзлоты в результате климатических изменений. О ней рассказала Галина Малкова, ведущий научный сотрудник Института криосферы Земли СО РАН. Она представила карту динамики температуры вечной мерзлоты на примере Уренгойского газового месторождения. Ее составили на основе данных геокриологических исследований в течение последних 40 лет, а также анализа космических снимков, топографических материалов и полевых исследований. Карта позволяет проследить закономерность: холодные области мерзлоты теплеют намного быстрее, пока они не достигнут температуры в -1 или -2 градуса Цельсия, то есть температуры фазового перехода, после этого темпы потепления значительно снижаются. Таким образом, температура мерзлых пород выравнивается, а в условиях дренированных ландшафтов, сложенных песками, мерзлота начинает оттаивать с поверхности. На карте Уренгойского месторождения еще в 2007 году появились участки, на которых мерзлота опустилась на глубину три-пять метров, к настоящему времени их площади увеличились.

76c0e336cf40be53feaf80c5fa9812fb00fe6261
Динамика и распределение температуры вечной мерзлоты
Галина Малкова, Институт криосферы Земли СО РАН

Ученые проследили и за изменениями среднегодовой температурой воздуха на примере Тимано-Печорской низменности. За последние 30 лет темпы потепления составляют 0,08°С в год. Но темпы роста среднегодовой температуры мерзлых пород отстают от потепления воздуха в два–восемь раз. За 30 лет продолжительность теплого периода с температурами воздуха больше 0°С увеличилась почти на две недели за счет более ранней весны и более позднего наступления холодов осенью. При этом растет количество осадков, увеличивается толщина снежного покрова. «В комплексе все эти климатические изменения очень влияют на деградацию мерзлоты: увеличение глубины протаивания и повышение температуры пород», — заключила Малкова.

Мы пойдем другим путем

Однако помимо угроз климатические изменения могут нести и отдельные выгоды. Светлана Воронцова, вице-президент группы компаний «Транспортная интеграция», поделилась прогнозами о работе Северного морского пути (СМП). Результаты многолетних наблюдений свидетельствуют о сокращении площади распространения морских полярных льдов в Арктическом бассейне. Следствием этих изменений является увеличение безледного периода и улучшение условий навигации вдоль трассы Северного морского пути. Согласно прогнозам, к концу XXI века продолжительность навигационного периода по трассе СМП без ледокольной проводки может увеличиться до четырех–шести месяцев. В результате перевозки по трассе СМП станут более выгодными, поскольку расходы на ледокольное сопровождение судов значительно сократятся. Из-за этого транспортные потоки могут изменить свои маршруты. Пути между странами Восточной Азии и Европы с традиционных маршрутов морских перевозок через Суэцкий канал перенаправятся на Северный морской путь, а грузооборот арктических портов Российской Федерации увеличится.

Кругом вода

Второй темой для докладов стали наводнения. Старший научный сотрудник Государственного гидрологического института Михаил Георгиевский рассказал, как меняется режим рек России. Водные ресурсы России распределяются неравномерно: 70% принадлежит арктическому бассейну. В целом климатические изменения приводят к увеличению запасов водных ресурсов. Проблемными регионами (с нехваткой водных ресурсов) будут бассейн Дона и верховья Оби. Таким образом, получается, что там, где водных ресурсов недостаточно, их станет еще меньше, а там, где они в избытке, — больше. На вопрос, будут ли усиливаться паводки, Георгиевский ответил: «Как мы считаем, с увеличением климатических изменений возрастает количество экстремальных явлений, наводнений, того, что было в Крымске, на Кубани».

Что случилось в Крымске

Наводнение в Крымске в июле 2012 года в качестве примера рассмотрел Владимир Семенов, ведущий научный сотрудник Института физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН. С ростом средних температур увеличивается и испарение с поверхности океана, а также количество влаги, которое может удерживать воздух. Как рассказал докладчик, во время наводнения в Крымске над городом проходил восточный фланг сравнительно небольшого циклона, то есть в этом месте воздух двигался с моря в сторону берега. Влажный воздух поднимался по предгорьям Кавказа и нес с собой осадки — за сутки выпало 170 мм. До того количество осадков за день не доходило до 100 мм. «Событие, произошедшее в 2012 году, более чем в два раза превысило все наблюдаемые до этого экстремальные значения. Никакого тренда весь предшествующий период мы не наблюдали», — заметил Семенов.

6858ed0759e8cd6ad6171e9fe7c082cb040fd0e6
Суточный максимум количества осадков в Крымске
Владимир Семенов, Институт физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН

Не смогли предсказать такого количества осадков и метеорологические службы. «Некоторые модели предсказали аномальные осадки, но их магнитуда была в два и более раз ниже, чем то, что мы наблюдали». Гидрометцентр России предупредил об ожидаемых экстремально сильных, более 50 мм в сутки, осадках. Но никто не ожидал, что количество осадков в тот день превысит 150 мм. Метеорологи знают, что температура Черного моря значительно выросла за последнее время, и 2012 год стал в этом отношении рекордным. Они использовали региональную модель высокого пространственного разрешения, описывающую количество осадков в циклоне при разной температуре поверхности моря. Оказалось, что при более прохладном море, как в 1980-х и 1990-х годах, такое количество осадков невозможно. Кроме того, для воспроизведения таких процессов требуются модели с пространственным разрешением в сотни метров, а не десятки километров, что пока неосуществимо для глобальных моделей прогноза погоды.

Получается, что метеослужбы предсказать наводнение не могли. Кто же виноват в столь многочисленных жертвах (тогда погибло более 170 человек)? Докладчик считает, что в какой-то степени можно понять неготовность городских властей к таким экстремальным событиям (хотя снимать с них ответственность за незаконную застройку в русле реки, состояние мостов и другое, безусловно, не надо).

«Глядя на этот график, любой ответственный за решение чиновник скажет, что может ожидать значение 100 мм, но никак не почти 200 мм. Если оценивать вероятность такого события с помощью статистической модели максимального распределения, то вероятность такого события, если брать период без него, будет где-то один раз в сто тысяч лет, если не меньше. Если даже его включить, то возвратный период этого события 700 лет. То есть оно настолько маловероятно, что практически неосуществимо».

На вопрос «Кто виноват?» продолжил отвечать старший научный сотрудник Института экономической политики имени Е.Т. Гайдара Степан Земцов. По данным опросов, 69% жителей Славянского района (который, по расчетам, находится в большей опасности затопления, чем Крымск) «не знают, где пути эвакуации, 58% понятия не имеют, в какое место бежать, чтобы их не смыло, и 55% никогда не видели и не слышали о том, чтобы МЧС проводило какие-то учения. Но еще больше вопросов к населению. 14% будут игнорировать систему оповещения, никакие SMS-ки, никакие сирены им будут не интересны, они продолжат спать во время опасного явления. А 9% вообще не будут предпринимать никаких действий».

Как прокомментировал начальник поисково-спасательного подразделения города Ростова Александр Шишкин, с подобным поведением людей спасатели сталкиваются нередко: «Цифры (опросов), наверное, занижены, ночью их можно смело умножать на три. Мы очень часто сталкиваемся с тем, что при спасении и эвакуации мало кто из людей знает, кто живет в соседней квартире, сколько там человек. Поэтому много времени теряется на проверку всех помещений и поиск пострадавших. И очень часто люди говорят о своих правах, забывая об обязанностях».

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое