Прогноз на ближайшие полвека

Россия — большая страна, и климат ее чрезвычайно разнообразен. В целом он считается достаточно суровым: во многих регионах температуры воздуха ниже нуля наблюдаются более полугода. Зимой на большей части России осадки выпадают в виде снега, который накапливается до весны. Весной же снег начинает быстро таять, вызывая паводки. С наступлением лета почвы иссушаются, на обширных пространствах европейской территории России и Сибири формируются засушливые условия.

Рис. 3. Временной ход средней за год аномалии приземной температуры воздуха на территории России, рассчитанный в МОЦАО и полученный по наблюдениям, по отношению к норме в период с 1951-го по 1970 год. Обозначения те же, что и на рис. 2. (Рис.: «Химия и жизнь»)

Дальнейшее содержание этой статьи основано на оценках будущих изменений климата России, выполненных коллективом Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова, в которых широко использовались расчеты с помощью МОЦАО нового поколения. (Исследования изменений климата, основанные на применении сложных физико-математических моделей, ведутся также в Институте вычислительной математики и Институте физики атмосферы РАН.)

Температура воздуха. XXI веке на территории России, прежде всего в арктических и субарктических регионах, потепление будет заметно больше по сравнению с глобальным (рис. 3). Среднее за год потепление в середине века может составить 2,6 ± 0,7°C по сравнению с концом XX века (1980–1999 гг.).

Рис. 4. Изменения температуры воздуха (°C) у Земли зимой (а) и летом (б) на территории России в середине XXI века (2041–2060 гг.). Здесь и далее расчеты выполнены по ансамблю из 16 моделей, участвовавших в оценке изменений климата при подготовке 4-го Доклада МГЭИК; изменения подсчитывались по отношению к базовому периоду 1951–1970 гг. (Рис.: «Химия и жизнь»)

Ожидаемое увеличение температуры существенно зависит от времени года и региона (рис. 4). Все без исключения модели показывают наиболее значительное потепление зимой (3,4 ± 0,8°С), особенно в Сибири и широтной зоне вдоль Полярного круга. Летом, наоборот, в этой широтной зоне потепление будет наименьшим (1,9 ± 0,7°С). Изменение температуры воздуха у поверхности Земли во всех регионах России зимой и летом ожидается значительно большим, чем разброс изменений между отдельными моделями. Это говорит о том, что расчеты по моделям достоверны.

Осадки. Среднегодовое количество осадков возрастет к середине века на 8,2 ± 2,5% по сравнению с периодом 1980–1999 гг. Самый значительный рост осадков приходится на зиму, с максимумом в восточных и северных регионах (рис. 5). В 2050 году на большей части России ожидаемое увеличение количества осадков в три раза превышает модельную изменчивость (14,5 ± 4,5%). Летние дожди тоже станут обильнее, но не настолько (4,1 ± 3,1%), и для них на большей части европейской территории России разброс между моделями особенно велик. Это означает, что достоверность расчета осадков в отдельных регионах России пока еще недостаточно высока. На юго-западе России осадков даже станет меньше. Изменения фазового состояния осадков (дождь пойдет или снег?) также важны. В европейской части России рост суммарных осадков происходит преимущественно за счет дождей, в то время как в Западной и Восточной Сибири — за счет снега. Таким образом, в Сибири следует ждать дополнительного накопления снега зимой и более обильного таяния весной.

Рис. 5. Изменения количества осадков (%) зимой (а) и летом (б) (Рис.: «Химия и жизнь»)

Влажность почвы. При потеплении климата не только растет количество осадков, но и усиливается испарение с поверхности почвы, а это существенно уменьшает влагосодержание деятельного слоя почвы (глубиной 1 м) и речной сток именно в тех регионах, где особенно развито сельское хозяйство: на Северном Кавказе, в Поволжье и др. Модельные расчеты показывают, что там, где снежный покров сходит рано, влагосодержание почвы начнет уменьшаться уже весной, а с наступлением лета это уменьшение станет заметным на всей территории России. Вырастет вероятность засухи, особенно в южных регионах.

Речной сток. Рост среднегодовых осадков при потеплении заметно увеличит сток на водосборах крупных речных систем (при условии, что испарение не будет расти быстрее, чем осадки). У южных рек, где количество осадков увеличится не так сильно, годовой сток может заметно сократиться из-за повышенного испарения. На водосборах северных рек, таких, как Печора, Северная Двина, Мезень, Енисей, Лена, заметно вырастут среднегодовые стоки. Принимая во внимание, что на этих водосборах зимой будет накапливаться больше снега, увеличится и вероятность паводковых ситуаций весной.

Рис. 6 Изменения глубины протаивания многолетнемерзлых грунтов (в сантиметрах) для августа середины XXI века. Красной линией обозначена граница многолетнемерзлых грунтов во второй половине ХХ века. (Рис.: «Химия и жизнь»)

Сезонное протаивание многолетнемерзлых грунтов. В России многолетнемерзлые грунты (это более корректное название «вечной мерзлоты» употребляют специалисты) занимают около 70% территории. Глубины сезонного протаивания грунтов существенно зависят от их свойств (торфяники, суглинки, пески) и растительных покровов. Поэтому в естественных условиях протаивание происходит не равномерно, а мозаично. При потеплении глубина протаивания конечно же увеличится, и это не лучшим образом скажется на многих видах хозяйственной деятельности.

Расчеты показывают, что смещение к северу границы многолетнемерзлых грунтов сохранит широтный характер и составит к середине века от 100 до 250 км. На большей части территории Сибири глубины протаивания возрастут на 20–40 см (рис. 6). При этом во всей рассматриваемой области разброс значений, полученный по разным моделям, меньше средней величины, полученной по ансамблю моделей.

Деградация многолетнемерзлых грунтов приведет к деформации или даже разрушению строений и транспортных путей. Наиболее уязвимыми будут портовые объекты и другие сооружения инфраструктуры водного транспорта, так как для севера Западной Сибири в руслах рек преобладают песчаные грунты, а именно они в наибольшей степени подвержены протаиванию. Такие же грунты характерны для полуострова Ямал, где в ближайшие годы планируется интенсивная добыча газа.

Выводы

Научное прогнозирование изменений климата в XXI веке, несомненно, заслуживает пристального внимания. Однако вследствие чрезвычайно большой инерции климатической системы, обусловленной продолжительным временем жизни парниковых газов в атмосфере, а также огромной термической памятью Мирового океана и ледников Гренландии и Антарктиды, потепление климата будет продолжаться несколько столетий. Это означает, что если концентрации парниковых газов в XXI веке будут расти с такой же скоростью, как в последние несколько десятков лет, то серьезная угроза ожидается в отдаленной перспективе. С другой стороны, долговременные программы для ранних превентивных действий, рассчитанные на реализацию в течение нескольких десятков лет, недостаточно убедительны для правительственных организаций. Правительства не готовы рассматривать последствия изменений климата за пределами 10–20 лет. К тому же изменения, наблюдаемые в течение небольшого времени, достаточно малы по сравнению с естественной изменчивостью климата, и это притупляет внимание к грядущим проблемам.

Какие именно ранние предупредительные меры необходимо принять сейчас, чтобы ослабить долговременные последствия? Этот вопрос требует особого внимания, и правильный ответ на него представляется непростым.

На фоне глобального потепления региональные изменения климата России будут далеко не одинаковыми, а их влияние на хозяйственную деятельность — как благоприятным, так и пагубным. Зона комфортного проживания может переместиться к северу, сократятся расходы на отопление, улучшится ледовая обстановка и соответственно упростятся транспортировка грузов вдоль арктического побережья и на крупных реках, освоение природных ресурсов арктического шельфа и т. д. В то же время более частыми станут засухи в одних регионах и наводнения в других. Протаивание многолетнемерзлых грунтов может нанести серьезный ущерб строениям и коммуникациям в северных регионах России. Нарушится равновесие в биоценозах, изменится их видовой состав. Могут возникнуть серьезные проблемы, связанные с миграцией населения.

Оценки влияния климатических изменений на сельское хозяйство России, водные ресурсы, растительный и животный мир, демографическую ситуацию все еще весьма неопределенны. Однозначная же оценка (выгодно или невыгодно потепление для России), по-видимому, в принципе невозможна, учитывая как сложность взаимодействия разных факторов, так и этическую сторону проблемы в международном плане. Например, можно ожидать катастрофических последствий в одних регионах земного шара и появления новых экономических возможностей в других.

Глобальное потепление создает для России — с учетом ее географического положения, экономического потенциала, демографических проблем и геополитических интересов — новую ситуацию, и руководству страны необходимо осознать важность грядущих перемен с точки зрения национальных интересов. В подавляющем большинстве промышленно развитых стран изменение климата рассматривается как первоочередная проблема, которая требует всестороннего изучения и разработки долговременных программ. Очевидно, что в XXI веке антропогенное воздействие на климат и меры, направленные на уменьшение негативных последствий этих изменений, будут в центре внимания мирового сообщества. Игнорирование глобального потепления, оправдываемое его недостаточной изученностью, — не самый благоразумный выбор, и за него, возможно, придется дорого заплатить.