Материал: Промышленность и окружающая среда.

Бернард Небел в своем учебнике “Наука об окружающей среде” (1994 г.) следующим образом наглядно объясняет парниковый эффект: «Вам знакомо, как нагревается внутри автомобиль, когда он стоит на солн­ це с закрытыми окнами. Причина в том, что солнечный свет (световая энергия) проникает сквозь окна и поглощается сидениями и другими предмета­ ми в салоне. При этом световая энергия переходит в тепловую, предметы нагреваются и выделяют тепло в виде инфракрасного или теплового излу­ чения. В отличие от света оно не проникает сквозь стекла наружу, т.е. ула­ вливается внутри автомобиля. За счет этого повышается температура. То же происходит в парниках, откуда и произошел термин “парниковый эф­ фект”. В глобальном масштабе содержащийся в воздухе углекислый газ иг­ рает ту же роль, что и стекло. Световая энергия проникает сквозь атмосфе­ ру, поглощается поверхностью Земли, преобразуется в ее тепловую энер­ гию и выделяется в виде инфракрасного излучения. Однако углекислый газ в отличие от других природных компонентов атмосферы его поглощает. При этом он нагревается и в свою очередь нагревает атмосферу в целом. Значит, чем больше в ней углекислого газа, тем больше инфракрасных лу­ чей будет поглощено, тем теплее она станет».

Как отмечают А.М. Никаноров и Т.А. Хоружая (1999 г.), к настоящему времени сложился стереотип понимания парникового эффекта и его влия­ ния на глобальный климат, который сводится к следующему:

1.Происходит постоянное и нарастающее увеличение выбросов в атмо­ сферу парниковых газов, прежде всего диоксида углерода. Источники пос­ леднего - сжигание ископаемого топлива и производных продуктов, в пер­ вую очередь бензина в тепловых электростанциях, двигателях автомобилей

ит.д. Выбросы диоксида углерода особенно резко увеличились за последние 30-40 лет в промышленно развитых странах.

2.Еще более быстрыми темпами увеличились выбросы других газов, усиливающих парниковый эффект, - метана, оксидов азота, галогеноуглеводородов. По некоторым оценкам, в последние годы парниковый эффект увеличился на 15-20%. Только в 1998 г. вследствие продолжающегося унич­ тожения тропических лесов в атмосферу попало 5,5 млрд т углерода. Если такая нагрузка будет сохраняться, то с 2010 г. в атмосферу будет ежегодно поступать не менее 10 млрд т углерода.

3.В результате этих процессов среднегодовая температура на планете выросла и продолжает расти. Изменения температуры происходят неравно­ мерно в различные временные периоды. Так, в течение 1940-1970 гг. этот показатель оставался стабильным. Однако всего за 7-8 лет в 80-е годы он вырос до 15,2 °С (в 1890-е годы - 14,5 °С).

Конечно, увеличение температуры на 0,7 °С за 90 лет не кажется значи­ тельным, но опасность таится в самой тенденции роста. По некоторым про­ гнозам, среднегодовая температура на Земле может оказаться на 1,5-4,5 °С выше нынешней, т.е. на Земле будет теплее, чем за последние 2 млн лет. Темпы потепления в первой половине XXI в. могут стать в 5—10 раз выше, чем в XX в.

4. Последствия потепления для населения и экономики могут оказаться различными и иметь как положительные, так и отрицательные стороны.

Несмотря на столь убедительные доводы, наличие парникового эффек­ та подвергается сомнению. Так, Джон Хатон в книге “Глобальное потепле­

ние, полное инструктирование” подчеркивает существование внутренней изменчивости климатической системы. “Ввиду наблюдаемой природной из­ менчивости климата несомненно трудно с определенностью считать, что тренды потепления средней глобальной температуры за последнее столетие и последнее десятилетие обусловлены глобальным потеплением, возник­ шим за счет роста концентрации парниковых газов”. Так, повышение тем­ пературы в период с 1910 по 1940 г. оказалось слишком быстрым, чтобы его можно было объяснить сравнительно медленным повышением концентра­ ции парниковых газов в этот период.

Анализ различных косвенных индикаторов климата показал его зна­ чительную изменчивость за последнюю тысячу лет, в частности, выявил периоды потеплений и похолоданий. Природа этой изменчивости остает­ ся неясной.

Можно присовокупить к этим рассуждениям еще одно, которое вносит еще больше сомнений в объяснение механизма климатических изменений. “Хорошо известно, что водяной пар с его специфической способностью из­ менять фазовое состояние при температурах, наблюдающихся в тропосфе­ ре, является главным парниковым газом и активным источником тепла” (Арский и др., 1997 г.).

Наконец, не будем забывать известное замечание Вернадского о том, что “ледниковый период не закончился и длится до сих пор (1930-е годы. - Прим. авт.). Мы живем в периоде межледниковом - потепление еще про­ должается, но человек так хорошо приспособился к этим условиям, что не замечает ледникового периода. Скандинавский ледник растаял на месте Пе­ тербурга и Москвы несколько тысяч лет назад, когда человек уже обладал домашними животными и земледелием”.

Н.П. Лаверов (2000 г.) отмечает, что климат Земли многократно и суще­ ственно менялся и тогда, когда никакого антропогенного влияния не было. По последним данным, он меняется с периодичностью в 10 тыс. лет. Многие специалисты полагают, что в настоящее время Земля находится в конце пе­ риода естественного потепления, но вскоре надо ожидать похолодания.

Необходимо отметить, что в некоторых районах Земли похолодание за­ метно и в наши дни. Если в последние 10 лет сначала в южных морях, а за­ тем в Сибири, Восточной Европе и на западе Северной Америки отмечалось потепление, то в Гренландии и северо-восточнее Канады и ряде островов Арктики наблюдалось понижение средних температур.

Вопреки математическим прогнозам в полярных районах потепления пока не было, хотя именно здесь оно ожидалось в наиболее выраженном ви­ де. В последние годы повышение температур фиксировалось главным обра­ зом в тропиках, что противоречит прогнозам, согласно которым пятикрат­ ный рост температур по сравнению со среднеглобальным ожидался в поляр­ ных областях.

Эти и другие факты дают основание считать, что влияние парникового эффекта на глобальное потепление вызывает серьезные сомнения.

Однако согласие с этими рассуждениями не меняет принципиальной оценки роли парниковых газов и воздействия парникового эффекта. Нало­ жение антропогенного парникового эффекта на естественные изменения глобального климата может привести к непрогнозируемым, возможно весь­ ма тяжелым последствиям.

Таблица 2.19

Эмиссия парниковых газов в некоторых странах в 1987 г., тыс. т

Таблица 2.20

Вклад промышленности в парниковый эффект в 1987 г. в пересчете на углекислотный парниковый эквивалент, тыс. т углерода

Бесспорно, что в настоящее время происходит повышение концентра­ ции С 02 в атмосфере. Еще заметнее повышается концентрация в атмосфе­ ре метана.

Самым серьезным источником парниковых газов, особенно диоксида углерода, является сжигание ископаемого топлива. Сегодня вклад в пар­ никовый эффект оценивается для разных газов следующими цифрами: диоксид углерода - 61%, метан - 23, оксиды азота - 4%. Обычно содер­ жание метана, оксидов азота, а также хлорфторуглеродов, также относя­ щихся к парниковым газам, пересчитывают в углекислотный парнико­ вый эквивалент, так как степень поглощения теплового излучения моле­ кулами метана и хлорфторуглеродов значительно выше, чем у диоксида углерода (коэффициенты пересчета для газов: С 02 - 1; СН4 - 68,6; хлорфторуглероды - 6,4). Заметим также, что в сообщаемых в литературе сведениях эмиссия парниковых газов в виде С 02 приводится в пересчете на углерод (табл. 2.19) или в массе углерода для всех парниковых газов после приведения к углекислотному парниковому эквиваленту (табл. 2.20).

В настоящее время показатели, приведенные в табл. 2.19 и 2.20, претер­ пели некоторое изменение. Так, по расчетным данным, выбросы парнико­ вых газов в России в 1994 г. снизились по сравнению с 1991 г. не менее чем на 20% и составили 500-600 Мт. Доля России в общем выбросе парниковых

газов в 1994 г., видимо, составила около 7% (Европа без России - 24%, США - 22, Китай - 12%).

Реакцией мирового сообщества на угрозу глобального потепления яви­ лось подписание 160 странами в 1992 г. Конвенции ООН по изменению кли­ мата. Таким образом, от теоретических споров и взрывов эмоций человече­ ство перешло к первым практическим делам.

В декабре 1997 г. в Киото (Япония) состоялась Международная конфе­ ренция стран-участниц Конвенции. Представители 159 стран попытались договориться о параметрах сокращения эмиссии парниковых газов.

Отметим, что решения конференции носят обязательный характер. Это особенно важно, поскольку сокращение выбросов парниковых газов связа­ но с существенными расходами, необходимостью перестройки народного хозяйства. Введение строгих ограничений влечет за собой сокращение по­ требления горючих полезных ископаемых, в том числе угля, на который приходится 23% выбрасываемого в атмосферу Земли диоксида углерода, и нефти. Ежегодные потери стран; входящих в Организацию производителей и экспортеров нефти, могут составить 10 млрд долл. США.

Единогласно принятый текст итогового документа конференции впер­ вые в истории устанавливает для индустриально развитых стран обяза­ тельные к исполнению количественные показатели сокращения объема выбросов парниковых газов. В период с 2008 по 2012 г. он должен в целом уменьшиться по сравнению с 1990 г. на 5,2%. Европейский союз обязался сократить эмиссию на 8%, США - на 7, Япония, Канада, Венгрия, Поль­ ша - на 6% каждая. Трем странам разрешено увеличить эмиссию парнико­ вых газов: Исландии - на 10%, Австралии - на 8, Норвегии - на 1%. Рос­ сия, Украина и Новая Зеландия к 2012 г. должны сохранить количество выбросов на уровне 1990 г.

Список газов-загрязнителей расширился до шести: кроме диоксида угле­ рода, метана и оксидов азота в него вошли газы-заменители фреона: гидрофлюрокарбон, перфлюрокарбон и гексахлорид серы. Обязательства разви­ вающихся стран в итоговом документе не зафиксированы.

Решения конференции в Киото являются лишь началом деятельности человечества по поддержанию постоянства климата в естественных преде­ лах. По данным Агентства по охране окружающей среды США, для стаби­ лизации состояния атмосферы необходимо снизить объемы выбросов пар­ никовых газов на 70-80% (диоксида углерода - на 60-80%, метана - на 20, фреонов - на 75-100, оксидов азота - на 80%). В перспективе решения кон­ ференции в Киото означают, что мировым сообществом выбран адаптаци­ онный путь развития: при появлении тех или иных климатических измене­ ний сообщество будет к ним приспосабливаться. По предварительным оцен­ кам, наиболее существенные адаптационные мероприятия потребуются на­ чиная со второго десятилетия XXI в. Стоимость этих мер составит на бли­ жайшие 30 лет от 600 млрд до 1 трлн долл. США.

Сокращение выбросов парниковых газов ставит проблемы прежде все­ го перед энергетикой (табл. 2.21). За 20 лет - с 1970 по 1990 г. - в мире бы­ ло сожжено 450 млрд баррелей нефти, 90 млрд т угля, 11 трлн м3 газа.

Рассмотрим электростанцию, работающую на угле (такие станции обес­ печивают 1/3 мирового производства электроэнергии) и все виды возника­ ющих на ней отходов, включая выбросы (табл. 2.22).