Глобальное потепление

территории, где вечномерзлые породы начнут таять повсеместно только  к  2050 г.  Здесь  в  настоящее  время  встречаются  острова  и  небольшие   массивы

вечномерзлых  пород, развитые в самых неудобных для  человека  урочищах —  в торфяниках,  на  сильно  замшелых  участках  тайги,  в  затененных  узких  иглубоких долинах, на горных склонах северной  экспозиции.  Температура  этих пород не ниже -1(С.  Ширина  подзоны  на  севере  европейской  части  России достигает  50—100  км.  в  Западной  Сибири  —  100  —  250  км.  а  на  юге Среднесибирского плоскогорья — даже 600 км.  В  горах  сокращение  площадей, занятых вечномерзлыми породами, будет минимальным:  к  2050  г.  повсеместно таять они будут только на Енисейском кряже и в  небольшой  части  гор  Южной Сибири и Юго-Восточного Забайкалья.

Во  вторую  подзону включены  территории,  где к 2050  г.   глубокое

оттаивание  вечномерзлых  пород  будет  происходить  не  везде.  Современная температура вечномерзлых пород здесь меняется в основном в  пределах  от  -1 до -5°С.  Это  преимущественно  пески  и  скальные  породы.  Ширина  подзоны локального оттаивания вечномерзлых пород на севере европейской части  России достигнет 30—100 км. на севере Западной Сибири  —  40—200  км,  в  Восточной Сибири — 240 — 820 км. Подзона включает в себя также часть низких гор  Южной

Сибири.  Забайкалья,  юга  Дальнего  Востока  и  Камчатки  до  60—62°с.ш.  В четвертую зону относительно стабильных вечномерзлых  пород  входит  северная часть криолитозоны с самыми низкими температурами пород — от  -3  до  -1б°С.

Мощность их измеряется сотнями метров. При прогнозных  масштабах  потепления климата  глубокое  протаивание  вечномерзлых  пород   на   этой   территории исключается. Незначительно увеличится лишь площадь таликов. Таким образом,  к  середине  XXI  в.  (всего  за  50  лет)  температура

поверхности грунтов в пределах криолитозоны России может повыситься на  0.9— 2.3( С, а глубина сезонного протаивания — на  15-33%.  Из-за  этого южная граница мерзлоты на равнинах и плоскогорьях  отступит  к  северу  и  северо- востоку на 50—600 км. Если к зоне и подзоне повсеместного оттаивания  вечно- мерзлых пород добавить подзону локального их таяния, то в целом  мы  получим полосу деградации вечной мерзлоты,  ширина  которой  на  севере  европейской части России достигает 50—200 км. в Западной Сибири — 800 км и  в  Восточной Сибири — 1500 км. Сильно сократятся, но  полностью  не  исчезнут  острова  и массивы вечномерзлых пород в горах Забайкалья, на юге Дальнего Востока и  на Камчатке. Ожидаемое  к  середине  XXI  в.  потепление  климата   и   криолитозоны

сопоставимо с потеплением в  период  голо-ценового  климатического  оптимума 8—4.6 тыс. лет назад.  На  территориях,  где вечная  мерзлота  сохранялась, возрастала  глубина  сезонного   протаивания.   Анализ   строения   верхнего горизонта  вечно-мерзлых  пород  позволяет  установить   глубину   сезонного протаивания в то время. В арктических и высокогорных районах  она  оказалась на  20  —  40%  больше  современной,  т.е.  сопоставимой  с   прогнозируемой величиной прироста мощности сезон неталого слоя к 2050 г.  Такое совпадение лишний раз подтверждает реальность предложенного сценария.

Негативные  последствия потепления климата, видимо,  будут  усугубляться

одновременным  увеличением  количества  осадков.  Хотя  тенденции  изменения прослеживаются с трудом, отмечено, что за последнее  тысячелетие  в  периоды потепления пути движения циклонов с запада на  восток  смещались  к  северу, что вызывало  увеличение  осадков  в  высоких  широтах  и  уменьшение  их  в низких'. Многочисленные палеогеографические исследования  также  показывают, что  в  течение  плейстоцена  и  голоцена  потепления  в   высоких   широтах сопровождались увеличением влажности климата.  Можно  предположить,  что  на большей части криолитозоны России ожидаемое потепление XXI  в.  будет  также сопровождаться  увеличением  количества  осадков.  Это  общее  предположение подтверждается результатами анализа  современных  трендов  метеорологических характеристик,  которые  свидетельствуют   о   10-15-процентном   увеличении атмосферных осадков к 2050 г.

Зимние  осадки будут способствовать повышению  температуры  вечномерзлых пород, а летние — приводить к  их  разрушению  из-за  усиления  термокарста, термоэрозии, термоабразии,  а  также  со-лифлюкционно-оползневых  процессов.

Наиболее  ярко  они  проявятся   на   аккумулятивных   равнинах,   сложенных высокольдистыми породами, т.е.  там,  где  вечномерзлые  толщи  из-за  своих низких температур и большой мощности  останутся  в  целом  стабильными.  При разрушении  верхнего   льдистого   горизонта   поверхность    деформируется существенно и, если своевременно не будут приняты  защитные  меры,  нависнет угроза над инженерными сооружениями.

Итак, последствия  потепления климата будут отмечаться на большей  части

территории  криолитозоны  России.  К   тому   же   возрастет   антропогенное

воздействие на мерзлоту. В результате усилится  влагооборот  грунтовых  вод, сместятся  границы  ландшафтных  зон,  нарушится  устойчивость  поверхности, могут произойти массовые аварии  на  геотехнических  комплексах.  Необходима система  защитных  мероприятий,  учитывающая   климатические   изменения   и масштабы деградации криолитозоны. Еще  в  80-х годах начались  интенсивные разработки системы строительно-профилактических методов  и инженерных  мер, чтобы защитить геотехнические системы Севера от разрушения. Традиционные  способы  обеспечения  надежности  строительства  за  счет усиления конструкций фундаментов и увеличения их заглубления в  значительной мере себя исчерпали, особенно  на  высокотемпературных  льдистых  пластичных грунтах.  При  потеплении  окажутся  недостаточно  эффективными  и   слишком дорогостоящими вентилируемые подполья. Обеспечить устойчивость сооружений в условиях  деградации  криолитозоны можно, искусственно охлаждая  грунтовое  основание,  предварительно  глубоко

оттаивая  мерзлые  грунты,   используя   принципиально   новые   конструкции фундаментов.

Назрела  необходимость  в  разработке  научных  основ  и   практических

способов, чтобы целенаправленно  регулировать  и  контролировать  мерзлотный режим  грунтовых   оснований.   Нуждаются   в   пересмотре   нормативы   для проектирования  фундаментов   новых   капитальных   зданий   и   сооружений, необходимы поиски новых подходов к обеспечению их устойчивости. 
 
 
 
 
 
 
 

Естественные  растительные формации в XXI веке 

Распределение крупных зональных типов  растительности  (тундра,  тайга,

степи, пустыни и др.) обусловлено  в  основном  климатическими  факторами  – температура, атмосферные осадки, испарение и пр. Причем  во  многих  районах земного шара изменения климатических  параметров  будут  иметь  региональный характер: в одних – увеличение осадков, в других – дефицит  влажности.  Леса умеренных  широт,  особенно  бореальные  (тайга),  более   чувствительны   к изменениям температуры, а лесные формации тропических и  субтропических  зон – к изменениям количества атмосферных осадков.

При глобальном потеплении климата будет отмечаться увеличение испарения с поверхности вод  океана  и  связанное  с  ним  возрастание  увлажненности климата. В результате  совместного  действия  этих  двух  факторов  возможно ожидать значительное увеличение речного стока, примерно на 10 %, особенно  в Европе и Африке. В нашей стране увеличение  количества  осадков  возможно  в аридных  областях  (Калмыкия,  Нижнее  Поволжье).  В  то  же   время   из-за возрастания величины испарения будет  происходить  опустынивание  в  аридных зонах Средиземноморья.

Повышение  концентрации  диоксида  углерода  (СО2)  в  атмосфере  может

увеличить   интенсивность   процесса   фотосинтеза    и,    значит,    будет способствовать увеличению продуктивности как  естественных  лесных  формаций (австралийские дождевые и эвкалиптовые леса),  так и культурных  растений.

Например, в Китае прямые эффекты  увеличения  СО2  в  атмосфере  приведут  к возрастанию продуктивности муссонных лесов на 9,5-14%. Подсчитано,  что  при удвоении концентрации СО2 ожидается  значительное  повышение  продуктивности С3-растений (более 90% наземной флоры), у которых фотосинтетический  аппарат без адаптации готов к  повышению  содержания  диоксида  углерода.  Несколько меньшее влияние окажет этот  процесс  на  С4-расте-ния  (маревые,  злаковые, сложноцветные,  крестоцветные  и  др.),  но  у   них   будут   фиксироваться морфологические изменения: увеличение роста, листовой поверхности и др.

Глобальное  потепление климата  к  середине  XXI  в.  может  привести  к

смещению  границ растительных зон (тундра, леса  умеренного  пояса,  степи  и др.) потенциально на сотни  километров.  Так,  в  северных  районах  Евразии границы растительных зон передвинутся на север на 500-600 км, а зона тундры значительно сократится в своих размерах. По данным ЮНЕП,  прогноз  изменения климата появится в ускоренном снижении площадей тропического леса  и  саванн в Африке.

Сотрудниками   Всероссийского    научно-исследовательского    Института

сельскохозяйственной  метеорологии  на  основе  имитационного  моделирования получены новейшие данные  о  влиянии  глобального  потепления  на  изменение физико-географической зональности территории России.  При  расчетах  моделей климата учитывались метеорологические параметры (температура  июля,  января, количество  осадков,  сумма  температур  более  10(  С  и  т.п.).   Получены количественные показатели изменения площади основных типов растительности  к моменту  удвоения  концентрации  парниковых  газов  (середина  XXI  в.)   по сценарию лаборатории геофизической гидродинамики (США, 1994).

При глобальном потеплении  климата при повышении температуры на 3-4(С природная зональность  территории  России претерпит  существенные  изменения.  Так,  на   европейской   части   страны практически исчезнет  тундра,  сохранившись  узкой  полосой  на  арктическом побережье Сибири. Зона хвойных лесов (тайга) сместится к северу по  площади. Зона  широколиственных.  лесов,  занимающая  сейчас  сравнительно  небольшую

площадь на западе страны и на Дальнем Востоке, увеличится по площади на  3,7 млн. км2, продвинувшись на север и восток,  образуя  единую  широтную  зону.

Степная и лесостепная зоны также расширятся  на  2,2  млн.  км2.  Однако  на

Северном  Кавказе зона степей, очевидно, сменится ксерофитной  субтропической растительностью. Сухие степи  Калмыкии  и  Астраханской  области,  вероятно, сменятся настоящими пустынями, площади которых составят около 190 тыс. км2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Агроэкосистемы  и культурные растения. 

Это неустойчивые, искусственно  созданные  и  регулярно  поддерживаемые

человеком экосистемы с целью производства сельскохозяйственной  продукции  —поля, пастбища, сады,  виноградники  и  пр.  По  сравнению  с  естественными биоценозами   агроэкосистемы   обладают   слабо   выраженными    механизмами саморегуляции. Для сохранения продуктивности агроценозов и тем более для  ее повышения необходимо вносить все в больших дозах минеральные и  органические удобрения. Так, к 2025 г. потребление удобрений в мире может увеличиться  от 80 до 120 млн. т. азота, однако если не произойдут изменения в технологии, то в результате использования азотных удобрений выброс  парникового  газа  — закиси азота — увеличится примерно на 50%.Приведенные данные по изменению природной зональности  России  в  целомблагоприятны для развития сельского хозяйства.  Это  следует  из  того,  что максимальное   приращение   при    потеплении    климата    получает    зона широколиственных лесов,  которая  ассоциируется  с  регионом  устойчивого  и высокопродуктивного  земледелия,  а  также  зона  степи  и  лесостепи,   где возможно эффективное зерновое хозяйство. Ожидается  значительное  увеличение площади земель (на 4,7  млн.  км2,  т.е.  в  1,5  раза  более  современной), потенциально  пригодных  для  земледелия.  Расчеты   показывают,   что   при глобальном потеплении ожидается рост биоклиматического  потенциала  (степень тепло- и влагообеспеченности агроэкосистем) территории России в  среднем  на 30%.

В ряде стран (США. Великобритания, Швеция,  Австрия  и  др.)  проведены

эксперименты  по изучению ряда  культурных  растений  в  условиях  повышенных концентраций CO2 от 330  до  660  млн-1  . Установлено,  что при удвоении концентрации  у   многих   растений   уменьшается   величина   транспирации, увеличивается листовая поверхность (у сорго  —  на  29%,  кукурузы  —  40%), возрастает биомасса (у молодых  растении  —  до  40%),  а  самое  главное  — увеличивается урожайность  сельскохозяйственных  культур.  Так,  урожайность хлопка возрастает на 124%, помидоров, баклажан  —  на  40%,  пшеницы,  риса, подсолнечника — на 20%, фасоли, гороха и сои — на 43% и др. Значит, в  целом парниковый эффект будет иметь положительный момент  для  развитая  сельского хозяйства, что поможет в будущем обеспечить возрастающее  население  планеты необходимыми пищевыми ресурсами, 
 
 
 
 
 
 

Перспективы развития теплоэнергетики, лесного хозяйства, здравоохранения  в условиях потепления климата 

Одним из существенных  последствий  ожидаемого  глобального  потепления