Файлы

Влияние изменения климата

на живую природу

Введение

Климат — средняя динамика тропосферных явлений определенной местности в течение года, основными показателями которых являются: солнечная радиация, циркуляция воздушных масс, температура воздуха, осадки, влажность воздуха.

Среди проблем общечеловеческого масштаба, от решения которых зависят дальнейшие перспективы развития цивилизации, важное место занимают глобальные экологические проблемы (особое место среди которых занимает проблема изменения глобального климата), выступающие в форме поиска оптимальной альтернативы во взаимоотношении общества и природы в условиях научно-технической революции.

Антропогенное воздействие на биосферу привело к образованию системы глобальных экологических проблем, угрожающих существованию жизни на Земле. Сознание и мировоззрение человека оказалось неподготовленным даже к самому факту появления глобальных проблем. Процесс же осмысления возникших противоречий едва поспевает за темпами их нарастания и обострения. В то же время постепенно, но все более определенно складывается понимание того, что глобальные проблемы по масштабам проявления и степени опасности для человека не имеют себе аналогов в истории, а для их принципиального преодоления остается все меньше времени.

В то же время, за последние годы представления об общечеловеческих проблемах значительно расширились, стали глубже. Значительные изменения претерпело и миропредставление людей, понимание ими того, что человек в значительно большей степени, чем это осознавалось раньше, зависит от природы, от окружающей среды.

Но хотя во всем мире продолжается активный поиск путей преодоления глобальных проблем, опасность, которую они представляют, продолжает возрастать. К тому же пока не найдено достаточно эффективных, выходящих на практику решений, не достигнута и согласованность действий, совершенно необходимая в данном случае. Усилия, порой значительные, предпринимаемые отдельными или несколькими государствами, не всегда дают желаемый результат и, в лучшем случае, лишь ослабляют, но по крупному счету не решают проблемы, ставшие бедой человечества.

Основная причина такого положения заключается в противоречии между глобальным характером проявления данных проблем и частными подходами к их решению. Вот почему одной из главных задач, стоящих перед общественными науками и философией, является формирование нового глобального мышления на основе современных представлений о законах общественного развития и гармоничном отношении общества и природы.

В ХХ веке человеческая цивилизация столкнулась с опасностью антропогенного изменения климата Земли, изменения неуправляемого, труднопрогнозируемого. Его масштабы и последствия служат предметом острых дискуссий, тем более неясна стратегия человечества в области контроля над климатом.

Особенно важен философский анализ данной проблемы: диссертант вынужден констатировать, что современный статус отношений человека с природой можно охарактеризовать как кризис, который, однако, не обязательно ведет к катастрофе, во всяком случае, в той области, которая касается климата. И именно существующий статус отношений человека и природы порождает опасность экокатастрофы (в частности, климатической).

Философское поле анализа глобальной климатической обстановки простирается от человека, взятого во всей его ценности, до природы в трех ее основных значениях: 1) Универсума, 2) соотносящейся с человеческим обществом часть Универсума, 3) внутренней основы человека.

Философия может помочь решению глобальных экологических проблем, и, в частности, климатических, в различных направлениях, ибо она стимулирует формирование нового общественного познания, ориентированного потребностью преодоления экологических противоречий, связанных с культурными установками прошлого, а также способствует преодолению ограниченности частных научных позиций, односторонности духовно-практических ориентаций человека в его отношениях с природой, разобщенности мнений.

Основная цель настоящей работы состоит в раскрытии причин противоречий между развитием цивилизации и биосферой, проявляющихся в изменении глобального климата, выявлении предпосылок и условий их разрешения.

Задачи:

Познакомиться и найти разные точки зрения о влияния климата на биосферу.
Узнать какие причины влияют на климат его причины.
Узнать, как солнечная радиация влияет на биосферу.

В последние годы все больше появляется статей, посвященных выявлению воздействий внешней среды на живые организмы и попыткам объяснить природу этих воздействий. Здесь под “внешней средой” понимается и погодная обстановка, и электромагнитная, и гравитационная, а также обстановка на Солнце, в солнечном ветре и на планетах Солнечной системы. Проблема влияния космофизических факторов на живое и неживое, к сожалению, очень долгое время принадлежала к разряду одиозных и официальной наукой серьезно не воспринималась. Получила же она признание только после успешного развития методов статистического анализа, после неоднократных удовлетворительных предсказаний на основе уже имеющихся рядов данных.

Онтологические основания проблемы глобального климата

Одной из основных граней опасности экологической катастрофы является проблема изменения глобального климата, способная при сохранении сегодняшних тенденций стать угрозой существованию человечества. Особое место в философском рассмотрении этой глобальной проблемы занимает анализ ее онтологических оснований, в данном случае означающий анализ климатической ситуации и хода ее обсуждения.

Климат принято определять как среднюю динамику температуры и количества осадков определенной местности в течение года. Диссертант считает такое определение недостаточно наглядным и непригодным для использования в системном анализе, поэтому в данной работе используется следующее определение:

Преимущества такого определения в том, что оно не вырывает температуру и осадки из биосферы и атмосферы как нечто особое и изолированное, а констатирует их детерминированность атмосферными явлениями, которые в свою очередь зависят от бесчисленного множества биотических и абиотических явлений.

Практически не вызывающие разногласий в научном мире, которые и послужат фундаментом настоящего философского исследования.

Что же вызывает такое беспокойство мирового сообщества в связи с глобальным климатом? Климат — это та часть природы, которую человек ощущает непосредственно, с которой связано его ощущение комфорта или дискомфорта. Не менее важным является прямая зависимость климатической и продовольственной безопасности — на сегодняшний день (а радикальных изменений ждать не приходится) основная часть всего мирового сельского хозяйства существует в естественном климате и, несмотря на достижения науки и техники, сгладить негативные климатические изменения не в состоянии. К примеру, засухи уничтожают урожай в эпоху научно-технической революции практически столь же эффективно, что и в древнем Египте (вспомним хотя бы засуху 1988 года в США, погубившую 40% урожая кукурузы). Климат является фактором, от которого прямо зависит физическое существование человека: изменения климата влияют на его безопасность непосредственно, без какой-либо отсрочки и действуют очень быстро (к примеру, от перегрева человек умирает в течение нескольких часов).

И этот фактор меняется. Изменения незапланированные, неуправляемые и могут привести к катастрофическим последствиям. К несчастью, уже есть примеры, подтверждающие этот тезис: вспомним наводнения в Китае, Восточной Европе, Турции и ураганы в США, вызванные усилением парникового эффекта.

Чем обусловлены климатические изменения и в чем они состоят.

Все изменения среднеглобальной температуры вызываются изменениями теплового баланса атмосферы. Тепловой баланс атмосферы формируется радиационным балансом атмосферы и иными источниками тепла (в том числе геотермальными и антропогенными). Радиационный баланс зависит от активности Солнца и физико-химического состава атмосферы, некоторые компоненты которой задерживают длинноволновое излучение Земли, создавая парниковый эффект.

Таким образом, климат зависит как от естественных, так и антропогенных воздействий на атмосферу. Оценим (по возможности количественно) их значения и роль в изменениях глобального климата.

Явление парникового эффекта.

Наличие в атмосфере газов, молекулы которых состоят из трех и более атомов (такие газы называются парниковыми) приводят к образованию парникового эффекта: прозрачные для солнечной коротковолновой радиации, они задерживают тепловое излучение земной поверхности, нагретой Солнцем.

Парниковый эффект можно определить как разность температур:

Следует подчеркнуть, что парниковый эффект является неотъемлемой составляющей радиационного баланса Земли в течение миллионов лет, и жизнь на ней без парникового эффекта немыслима. Т.е. проблема не в наличии парникового эффекта, а в его антропогенном усилении.

Антропогенное увеличение концентрации парниковых газов приведет к повышению глобальной среднегодовой температуры на 2-4°С в течение всего лишь 50 лет. Отметим вклад в это потепление основных парниковых газов

Как видно из диаграммы, основную роль в усилении парникового эффекта играет увеличение концентрации углекислого газа, обусловленного четырьмя антропогенными источниками:

сжиганием ископаемого топлива (нефтепродуктов, каменного угля и природного газа), дающего около 80% потребляемой человечеством энергии;
сжиганием попутного газа;
производством цемента;
антропогенными изменениями биотических источников (сведение тропических лесов, распашка саванн и степей и т.д.).

Основной вклад в глобальный антропогенный выброс вносит сжигание органического топлива. Показан рост мирового потребления ископаемого топлива с начала технической революции удельный вес источников энергии в мировом потреблении. Суммарный выброс углекислоты при производстве цемента и сжигании попутного газа составляет не более 3% .

Таким образом, в атмосферу ежегодно поступает, помимо естественных источников, ≈ 5,5 млрд. т СО₂ от сжигания топлива и еще ≈ 1,7 млрд. т за счет сведения и выжигания тропических лесов и окисления органического вещества почвы (гумуса).

Приведенные данные свидетельствуют, что природные выбросы СО₂ на порядок меньше антропогенных, обусловленных сжиганием углеводородного топлива.

Имеются эмпирические данные, подтверждающие усиление парникового эффекта. На сегодняшний день они спорны: изменения климата столь незаметны, что позволяют многим климатологам объявить их нормальным отклонением от среднего. Но серьезного внимания они заслуживают: согласно математическим моделям теории катастроф, практически невозможно бороться с катастрофой, когда ее признаки станут уже заметными: скорость их увеличения неограниченно возрастает по мере приближения к катастрофе.

Регулярные наблюдения за климатом ведутся уже более 100 лет. Шесть самых жарких лет за это время пришлись на 80-е годы нашего века [источник этих сведений датирован 1990 годом], что позволило Джеймсу Хансену (Институт космических исследований им. Годдарда при НАСА) заявить в 1988 году Конгрессу США, что потепление климата уже ощутимо. В 1989 году А.Стронг (Национальное управление по исследованиям атмосферы и океана) доложил: «Измерения температуры океанической поверхности, произведенные со спутников в период 1982-1988 гг., ...показывают, что океан постепенно, но заметно нагревается примерно на 0,1°С в год». Это чрезвычайно важно, так как из-за своей колоссальной теплоемкости океаны почти не реагируют на случайные климатические флуктуации. Обнаруженная тенденция к их потеплению доказывают серьезность проблемы.

После защиты диссертации факты, доказывающие наличие глобального потепления, продолжают накапливаться. Вот некоторые из них:

Глобальное потепление - не вымышленная угроза, и его масштабы серьезнее, чем предполагалось. По его мнению, океанологические данные показывают это куда убедительнее, чем медленные изменения в атмосфере.

Барнетт и его сотрудники изучили результаты многолетних наблюдений Национального управления США по проблемам океана и атмосферы за температурой Мирового океана и пришли к выводу, что "нежелательное тепло" накапливается с заметной скоростью именно там. Барнетт считает, что столь быстрый разогрев столь большого резервуара и интенсивное таяние ледников можно объяснить только антропогенными факторами, но никак не естественными процессами.

2004 год стал одним из самых теплых за последнюю тысячу лет. Такое заявление в эфире радиостанции «Эхо Москвы» сделал в среду директор Гидрометцентра России Роман Вильфанд.

По свидетельству ученых, собравшихся на заседание Американского геофизического союза (American Geophysical Union), процесс потепления на Земле действительно носит глобальный характер.

В частности, Гренландия переживает первую волну относительно теплой погоды с 1930 года. За прошедший год область таяния ледяного покрова увеличилась на 16 процентов, что является наибольшим показателем за 24 года измерений.

Льды Северного Ледовитого океана сократились на 4 процента. Такое сокращение не было зарегистрировано за весь период наблюдений с 1978 года.

В тундре кустарники завоевывают те площади, на которых только 50 лет назад не произрастало никакой растительности.

Если эти изменения рассматривать по отдельности, то они всего, лишь свидетельствуют о потеплении климата в конкретных регионах. Однако, взятые в целом, они неопровержимо доказывают глобальность процесса потепления, считают ученые.

В некоторых районах Антарктиды средняя температура за последние 50 лет поднялась на 3 градуса Цельсия. Это самые высокие темпы потепления, чем где бы то ни было на Земле. Ожидается, что на протяжении следующего века таяние полярных шапок ускорится, что приведет к масштабным затоплениям.

В этой связи предметом особенно пристального внимания ученых-климатологов является обмен углекислотой между атмосферой и океаном.

Количество углекислоты, растворенной в океане, на два порядка превышает ее содержание в атмосфере Земли. Анализируя математические зависимости потоков СО₂ в системе «атмосфера — океан», то, какова бы ни была начальная концентрация СО₂ в атмосфере, механизм воздействия будет работать как насос, выкачивающий СО₂ из океана». К сожалению, современная математика не располагает моделями, расчет которых указал бы нам значения π и T^*. Но очень важно помнить, что при некоторых их значениях возможно лавинообразное потепление глобального климата и увеличение концентрации углекислоты в атмосфере. Деятельность живой материи не способна будет полностью ликвидировать проявление механизма насоса.

В контексте этих закономерностей полезно проанализировать изменения климата в более широком отрезке времени, отражающем историю Земли. Такой анализ необходим для ответа на вопрос: не являются ли изменения климата, фиксируемые в наши дни, проявлением неких циклических процессов, происходящих на нашей планете?

Действительно, ледниковые эпохи обладают удивительной периодичностью. Окончание последнего ледникового периода почти на памяти человечества.

А переход от максимума голоцена к малому ледниковому периоду произошел всего сотни лет назад и изменил всю историю освоения Америки: в период освоения скандинавами Гренландии последняя оправдывала свое название (Greenland - зеленая земля (англ.)) и при сохранении климатических условий той эпохи именно она сделалась бы базой колонизации Америки.

Естественно задаться вопросом — не находимся ли мы уже в конце затянувшегося межледниковья? И может быть, описанные выше процессы глобального потепления спасут человечество от нового оледенения?

Масштабы антропогенных воздействий на климат заставляют ответить на этот вопрос отрицательно: деятельность человека еще Вернадским была определена как наиболее мощный геологический фактор. Приведем некоторые количественные характеристики углеродного цикла

Человечество обладает колоссальным потенциалом выброса углекислоты в атмосферу: каждый год оно увеличивает на 1% количество углекислого газа в атмосфере.

Среднеглобальная температура в эпоху динозавров (меловой период, от 140 до 66 млн. лет назад) была на 10-15°С выше сегодняшней.

Геохимики подсчитали, что это соответствует превышению содержания СО₂ в атмосфере в 4-8 раз по сравнению с наблюдаемым в наши дни.

На первый взгляд эти данные утешают и обнадеживают: была и большая концентрация углекислоты, чем сейчас, и температуры были выше нынешних — и ведь биосфера не деградировала, а, напротив, породила огромное количество видов живых существ! Но необходимо сделать три замечания.

1.Первое. Изменения климата произойдет так быстро, что биота просто не успеет приспособиться к новым условиям существования: повышение среднегодовой температуры на 4°С прогнозируется всего за 50 лет! Это при том, что для естественного повышения среднегодовой температуры на эту же величину требовалось не менее нескольких тысячелетий.

2.Второе. Энергопотребности человечества не обнаруживают тенденции к уменьшению — напротив, скорость их увеличения постоянно растет. Например, в одном только Китае планируется использование до 2025 года количества угля, достаточного для выделения в атмосферу углекислого газа в год, т.е. более половины современного годового антропогенного выброса СО₂ в настоящее время. А сжигание всех разведанных месторождений угля и нефти увеличит содержание углекислоты в атмосфере, что в 3 раза превышает его содержание в атмосфере в настоящее время.

3.Третье. К сожалению, знания человечества о системе механизмов глобального климата слабы, чтобы дать точный ответ на вопрос: при каких уровнях концентрации парниковые газы будут вызывать беспрецедентные изменения климата. Поэтому мы имеем неопределенность, связанную с возможным влиянием положительных обратных связей, повышающих среднегодовую температуру. Примером такой положительной обратной связи служит вероятный «механизм насоса», показанный Н.Н.Моисеевым и изложенный выше.

Таким образом, сохранение нынешних тенденций в мировой энергетике весьма вероятно повысит среднегодовую температуру нашей планеты до величин, превышающих когда-либо существовавшие на Земле в эпоху жизни высокоразвитых животных.

Негативные последствия глобального потепления:

Ураганы и наводнения

Планета Земля имеет весьма неоднородную поверхность, вследствие чего неодинаково отражает солнечные лучи и нагревается Солнцем. Это приводит к неоднородности температур воздуха, а значит, и атмосферного давления, что и обусловливает перемещения воздуха из области более низких температур (и более высокого давления) в область более высоких температур (и более низкого давления).

Антропогенные выбросы парниковых газов сильно увеличивают перепад температуры. Во-первых, потому, что в холодных областях (т.е. не прогреваемых Солнцем) увеличение концентрации углекислоты не повысит температуру, в то время как в нагретых Солнцем областях повысит. Во-вторых, выбросы парниковых газов в свою очередь распределяются неравномерно по поверхности Земли, причем, как правило, совпадая с сильно поглощающими солнечную энергию антропогенными ландшафтами.

Увеличение перепадов температур вызовет и усиление ветров, которые в некоторых местностях в силу рельефа и направлений течения рек будут вызывать наводнения.

Уровень моря может подняться в силу двух причин: термического расширения воды и таяния материковых льдов.

Термическое расширение воды за счет повышения среднегодовой температуры на 4°С составит 20-70 см, что способно нанести ущерб жителям прибрежных областей. Больше того — некоторые государства могут просто исчезнуть с лица земли при указанном повышении уровня мирового океана. Так, заместитель премьер-министра Голландии говорил в 1989 году президенту Бразилии, что если леса в Амазонии будут полностью сведены при продолжении существующего поступления углекислоты в атмосферу, Голландия перестанет существовать как страна из-за затопления. И это очень серьезно: две страны, имеющие рекордно высокую плотность населения — Голландия и Бангладеш — расположены на территориях, находящихся едва выше или даже ниже уровня океана.

Также надо отметить, что в отличие от этих стран, ведущих активную работу по укреплению морских побережий, есть целая группа малых государств, не имеющая для этого ни людских, ни финансовых ресурсов. Часть из них — Кирибати, Мальдивская республика, Токелау, Тувалу — расположена на коралловых островах, возвышающихся не более чем на 1 м над уровнем океана. На карте мира середины XXI века этих государств может не оказаться.

Так проявляется одна из социально-политических проблем, связанных с глобальным потеплением: перед его наиболее трагическими последствиями окажутся страны, не несущие ответственности за нарушение мирового теплового баланса — то есть страны, практически не производящие и не потребляющие энергетических ресурсов.

Таяния льдов Антарктики, а также горных ледников при указанном потеплении не ожидается. Но 4С - не конец истории; при дальнейшем потеплении они могут начать таять, приводя к катастрофическому поднятию уровня мирового океана.

Потери плодородных почв. В обширных регионах планеты увеличение среднегодовой температуры приведет к усилению испарений влаги из почвы, что приведет к их пересыханию.

Необходимость переориентации сельскохозяйственных регионов на новые культуры.
Вообще говоря, сельское хозяйство могло бы приспособиться к новому климату. Но основная трудность здесь — в незнании, чего следует ожидать. Фермеры в США уже теряют в среднем один урожая из пяти из-за неблагоприятной погоды. При климатических сдвигах ее капризы станут еще более ощутимы, и потери в связи с этим урожая возрастут катастрофически.

Жестокие засухи в одних регионах и наводнения и тропические бури в других приведут к разрушению среды обитания и уничтожению целых видов животных, уменьшению биоразнообразия. Для людей это обернется распространением опаснейших болезней - малярии, желтой и тропической лихорадки, менингита, лихорадки Эбола и т.д.

Наиболее трагичные оценки потерь, которые могут быть вызваны отмеченными последствиями глобального потепления к середине следующего столетия, превышают 100 млн. человек и 1 триллион долларов. Конечно, следует критично относиться к этим цифрам, но они отражают порядок ответственности руководителей макроуровня за принятие решений, определяющих развитие национальной и мировой энергетики.

Проблема антропогенных выбросов СО₂ с технической точки зрения решаема даже сегодня: Ряд их исследований показывает, что можно добиться снижения эмиссий парниковых газов на 10-30% почти бесплатно за счет энергоэффективности.

Для России это особенно актуально: энергоемкость национального российского продукта в два раза (!) превышает аналогичный показатель развитых стран.

Особо следует остановиться на технологии, позволяющей радикально снизить выбросы СО₂ . Такого успеха способна добиться водородная энергетика. Остановиться на ней необходимо для опровержения утверждений об отсутствии альтернатив углеводородному топливу.

Отметим преимущества водорода как топлива.

Неисчерпаемость.

В Мировом океане водорода содержится 1,2·10¹⁷ т., дейтерия — 2·10¹³ т. Суммарная масса водорода составляет 1% общей массы Земли, а число атомов — 16%. Особенно важен здесь тот фактор, что при сгорании водород превращается в воду и полностью возвращается в круговорот природы. В то же время, по самым оптимистическим прогнозам, ресурсы углеводородного топлива будут истощены примерно через 100 с лишним лет, в то время как угля — через многие столетия. Величина запасов угля важна и в контексте водородной энергетики: ближайшей промышленной перспективой производства водорода будет получение его при газификации углей.

Весовая теплотворная способность водорода (28630 ккал/кг) в 2.8 раза выше по сравнению с бензином.

Энергия воспламенения в 15 раз меньше, чем для углеводородного топлива.

Максимальная скорость распространения фронта пламени в 8 раз больше по сравнению с углеводородами.

Излучение пламени в 10 раз меньше по сравнению с пламенем углеводородов.

Экологичность

При использовании водорода как топлива исключается возможность усиления парникового эффекта, не выделяются вредные вещества (автомобильный двигатель выбрасывает 45 токсичных веществ, в том числе и канцерогены), нет опасности образования застойных зон водорода — он легко улетучивается.

Отметим и отрицательные качества водорода. Это низкие плотность и объемная теплотворная способность, более широкие пределы взрываемости и более высокая температура воспламенения по сравнению с углеводородами. Водород также может использоваться в авиационных и ракетных двигателях, в турбинах для получения электроэнергии.

Наиболее часто встречающееся возражение против водородной энергетики — водород якобы трудно получить и для этого нет приемлемых источников энергии (а сжигать нефть для получения водорода просто нецелесообразно), к тому же его опасно хранить и использовать из-за взрывоопасности. Необходимо показать несостоятельность этих опасных заблуждений.

Для промышленного получения водорода разработано большое количество способов, однако практически оправдали себя лишь некоторые из них. К основным методам можно отнести химический, электрохимический и физический.

Все химические способы получения водорода состоят обычно из двух ступеней: на первой образуется водяной газ (смесь водорода и окиси углерода), который во второй ступени подвергается конверсии.

Здесь особо отметим способы получения водорода путем газификации каменных и бурых углей, сжигание которых чрезвычайно вредно для окружающей среды, но, к сожалению, до сих пор распространено в России (хотя еще король Англии Эдуард I (1272-1307) издал указ, запрещающий под страхом смертной казни использовать уголь как топливо). Газификация углей позволит значительно снизить вред от использования угля и более эффективно реализовать потенциал земных запасов угля.

Для получения водорода термическим разложением газообразных углеводородов или конверсией их с водяным паром, углекислотой или кислородом используется природный или попутные газы, газы нефтепереработки и гидрирования, метан-водородная фракция пиролиза и др.

Электрохимический способ производства водорода заключается в разложении воды (водных растворов электролитов) с помощью электрического тока.

При физических методах получения происходит выделение водорода из газовых смесей (коксовый газ, отходящие побочные газы установок каталитического реформинга, метан-водородные фракции) ступенчатым охлаждением до низких температур, когда происходит сжижение компонентов газовой смеси (кроме водорода).

Теперь рассмотрим проблему хранения водорода. В настоящее время разработаны и применяются следующие способы хранения водорода:

В газообразном состоянии под давлением.
В жидком состоянии.
В химических соединениях.
Комбинированные системы хранения.

Использование того или иного способа хранения возможно лишь после определения области его применения.

Остановимся на наиболее безопасных способах хранения водорода — в интерметаллических соединениях и в химических соединениях.

Энергоаккумулирующими мы называем многократно регенерируемые вещества, восстанавливаемые из природных или искусственных окислов.

В настоящее время существуют довольно значительные источники энергии, слабо используемые человечеством из-за неравномерности их распределения в пространстве и времени. В первую очередь это энергия солнечных лучей (в 100 раз превышающая всю энергию, используемую человеком) с ее производными — энергией ветра и гидроэнергией. Здесь же надо сказать и о неутилизируемых тепловых выбросах при различных производствах (чего стоят сотни тысяч газовых факелов в Западной Сибири).

Работа представленного варианта рассматриваемой схемы (возможно использование других веществ и реакций) осуществляется следующим образом.

Используя источник тепла (например, солнечную печь) восстанавливается кремний из окисла (реакция 1). Кремний представляет собой прекрасное ЭАВ, не требующее специальных условий хранения. Он доставляется к месту необходимого получения энергии (в том числе на транспортный двигатель). В специальном реакторе происходит реакция вытеснения водорода (реакция 2). И наконец, водород поступает в двигатель в качестве топлива. Образовавшийся в результате второй реакции оксид кремния можно использовать многократно.

К достоинствам этой схемы, безусловно, относится то, что можно не хранить водород на борту транспортного средства, а получать его в реакторе по мере необходимости. Это устраняет опасность взрыва.

Особенно важно внедрение водородной энергетики для России, так как ей наиболее выгоден переход на водородное топливо, и как ни странно, из-за катастрофической ситуации в ее промышленности.

Новые разработки российских ученых иллюстрируют возможность развития водородной энергетики на региональном уровне. Так, Варшавским, Максименко и Терещуком в 1997 году получено в Госпатенте РФ положительное решение на чрезвычайно перспективный способ получения и использования водорода посредством разложения сероводорода, добываемого оригинальным методом из глубинных слоев некоторых водоемов, в частности, Чёрного моря. Данный метод не требует затрат национального масштаба, а может применяться не только автономно, но и в общенациональной энергетической системе.

Высокая энергетическая эффективность предложенного способа определяется тем, что сероводород (H₂S) является, по сути, ископаемым «самородным» водородом в очень плотной упаковке: энергия образования сероводорода примерно в 14 раз меньше, чем энергия

образования воды. Это означает, что, затратив один киловатт-час энергии на разложение сероводорода, мы получим от сжигания выделившегося водорода 14 киловатт-час энергии.

Кроме того, образовавшаяся при разложении H₂S сера является, как известно, одним из основных исходных материалов химической промышленности, а отбор сероводорода из глубинных слоев Черного моря увеличит глубину верхней границы зараженной им воды. Таким образом, улучшается экологическая картина в водоеме: предотвращается выход сероводорода на поверхность и в атмосферу, несущий опасность воспламенения над поверхностью с последующими кислотными дождями, что неоднократно случалось с зараженными сероводородом водоемами в Африке.

Эксплуатационно сероводород при вполне реальных давлениях (порядка 20 атм.) сжижается при нормальной температуре, что позволяет, помимо получения удельной плотности много большей, чем у сжатого и даже жидкого водорода вести процесс разложения H₂S в электролизерах.

Возможно, правда, что электролиз сероводорода в связи с зашлакованием электрода элементарной серой окажется настолько затрудненным, что вести его придется через галогены.

Нельзя не признать, что человечество располагает техническими возможностями для радикального сокращения выбросов СО₂ в атмосферу. Но эти возможности не используются или используются крайне недостаточно. Причины этому следует искать в противоречиях методологии изучения глобального климата, а также в мировоззрении современного человека, на которое накладывается отсутствие теории, отражающей эффективную стратегию решения проблемы изменения глобального климата.

Причины

3.1 Факты

Факт 1. Антропагенное изменение химического состава атмосферы - рост концентрации парниковых газов

Парниковые газы хорошо перемешиваются в атмосфере, и измерение на небольшом количестве фактически отражает глобальную картину в целом. Сжигание ископаемого топлив – главный источник CO2. За последние 20 лет он даёт 3/4 роста концетрации, а 1 /4 приходится на сведение лесов и деградацию земель. Данный выброс-процесс, обратный образованию угля, нефти и газа в недрах Земли. Скорость процесса в тысячи и миллионы раз больше, чем поглощение CO2 из атмосферы в далёком прошлом. Это своего рода антропогенный химический удар по атмосфере. Данное явление совершено беспрецедентно. Повышение концентрации метана немногим более чем наполовину вызванным антропогенными факторами (животноводством, возделыванием риса, свалками, утечками природного газа). Кроме CO2, метана и закиси азота есть ещё несколько видов фторсодержащих парниковых газов чисто антропогенного происхождения. Поскольку основной фактор- сжигание ископаемого топлива - в любом случае прекратится, то данный антропогенный эффект имеет характерное время жизни в несколько сотен лет. Позднее всё стабилизируется на новом равновесном уровне или даже вернётся на прежний уровень. В долгосрочном плане всё будет определяться естественными причинами. Качество нашей жизни и выживание экосистем в значительной мере зависят от того, насколько резко будет развиваться усиление парникового эффекта, сможет ли человечество сгладить пик и избежать катастрофических явлений.

Факт 2. Усиление радиационного прогрева атмосферы (парникового эффекта) и рост средней температуры

Основная причина этого - антропогенное изменение концентрации парниковых газов. Ещё в 1827 году французский учёный Фурье дал её теоретическое обоснование: атмосфера пропускает коротковолновое солнечное излучение, но задерживает отражённую Землёй длинноволновую тепловую энергию. В конце XIX века шведский учёный Аррениус пришёл к выводу, что из-за сжигания угля изменяется концентрация CO2 в атмосфере и это приводит к потеплению климата. Парниковый эффект вызывается водяным паром, углекислым газом, закисью азота и рядом других газов, концентрация которых в атмосфере незначительна. Парниковый эффект был всегда, как только у Земли появилась атмосфера. Однако сейчас имеет место антропогенное усиление парникового эффекта. В целом приходящая солнечная радиация практически равна сумме радиации, сразу отраженной атмосферой, и исходящей от Земли длинноволновой радиации. Земля, в свою очередь, возвращает тепло и инфракрасное излучение в атмосферу, греет ее снизу. В результате средняя глобальная температура у поверхности Земли равна 14C, а на верхней границе тропосферы -58C. Облака действуют двояко: они и отражают солнечную радиацию (охлаждение), и сохраняют идущее от Земли тепло (прогрев). В целом по земному шару охлаждение несколько сильнее прогрева, но этот эффект, конечно, сильно изменчив в пространстве. На радиационные потоки большое влияние также может оказывать антропогенное изменение подстилающей поверхности, изменение альбедо из-за сведения лесов, таяния снежного покрова и т.п. Естественные факторы изменения климата включают: смещение орбиты и угла наклона Земли (относительно положения ее оси), изменения солнечной активности, вулканические извержения и изменения количества атмосферных аэрозолей (твердых взвешенных частиц) естественного происхождения. Нарушение баланса привело в XX веке к росту средней глобальной температуры на 0,6+- 0,2C, при этом на суше температура повысилась больше, чем над океаном. Потепление более заметно зимой и весной и почти не наблюдается осенью. В Западной Сибири и в Якутии за последние 30 лет рост зимних температур составил 2-3С, а не европейской территорий страны гораздо меньше – до 1С. В западных районах осенние температуры даже снизились. Многочисленные исследования показали, что во многих местах, например в Сахаре, был влажный климат и богатая растительность.

Палеоклиматические данные, основанные на кернах льда, кольцах деревьев, озёрных донных отложениях, коралловых рифах, позволяют реконструировать климат прошлого. Много миллионов лет назад, во времена динозавров, климат был намного теплее, в среднем на 7С по планете. Затем климат постепенно становился холоднее, причём в истории Земли было, немало резких изменений (в основном похолоданий), когда наблюдалось массовое вымирание живых организмов. Есть ещё один важный вывод – изменение температуры Земли на 2С является существенным и приводит к массовому вымиранию видов. Есть и современные примеры: кораллы при повышении температуры воды на 3С начинают гибнуть в больших количествах, а при потеплении всего на 1С (что уже наблюдается) идёт существенное, часто необратимое обесцвечивание кораллов. Два “глобальных” – это своего рода порог безопасности для большинства систем. Климатическая система Земли очень инерционна, и чтобы что-то изменить, требуется начать действовать заранее, в нашем случае – за несколько десятков лет. Рост температуры – это не главный вред, опаснее увеличение частоты и силы отрицательных явлений. Климатическая система Земли содержит в себе элементы, зависящие от случайных величин, поэтому подробный прогноз погоды в среднем возможен только на срок до двух недель.

Факт 3. Рост числа отрицательных явлений

Наблюдается рост числа и отрицательных явлений (периодов сильной жары, засух, наводнений, тайфунов и т. п.). Пока нет четко определённой зависимости числа и силы от роста средней температуры. Однако ясно, что изменение климата не будет плавным и мягким потеплением. Главный урон будут наносить отрицательные явления. Сегодня усиление изменчивости климата, проявляющее с повышением частоты и интенсивности таких экстремальных природно-климатических явлений, как тепловые волны и сильные морозы, наводнения и засухи, лавины и сильные ураганы, наносит значительный ущерб природе, человеку и экономике многих стран. Усиление разнонаправленных явлений лишь на первый взгляд кажется противоречием.

Количество осадков в целом изменилось несильно, в XX веке в северном полушарии оно увеличилось на 5 – 10%. Однако там же существенно возросло число случаев выпадения сильных осадков (ливней, сильных снегопадов). Частота и суровость засух возросла во многих районах Африки и Азии.

Наблюдается рост последствий изменения климата. Повсеместно идёт сокращение площади ледников: - в Альпах, Гималаях, в Гренландии, на Алтае и т. д. Есть признаки деградации вечной мерзлоты, особенно там, где она не сплошная, а в виде отдельных “линз”. Весьма наглядным является сокращение площади снежного покрова с середины 60-х годов. За время провидения регулярных спутниковых наблюдений он снизился на 10%. Площадь и толщина льдов в Арктике стала меньше. По сравнению с данными 50-летней давности льды стали тоньше на 40%(в конце лета - начале осени) площадь сократилась на 10-15%, а в западном секторе осенью сокращение площади достигает 30%. Все данные в целом, а в особенности рост числа разрушительных наводнений и тайфунов, привили к резкому увеличению ущерба от неблагоприятных изменений климата. С 50-х по 90-е годы ущерб увеличился в 10 раз. Особую ценность представляют наилучшие меры – то, что надо бы делать и без всякой климатической проблемы: повышать энергоэффективность и энергосбережение, сажать и охранять леса. Для России особенно актуально, тем более что имеется и факт номер 4 – изменение углеродного баланса планеты.

Факт 4.Изменение углеродного баланса и роль лесов в России, Прогноз на будущее

Прогноз на ближайшие столетия зависят от объёма выбросов парниковых газов. Прогноз на будущее, несмотря на недостаточную проработку деталей, неблагоприятен. Климатическая система инерционна и нужно действовать заблаговременно.

3.2 Солнечно-земные связи

С тех пор, как А.Л.Чижевский возродил интерес к проблеме влияния Солнца на биосферу, появилось большое количество работ, подтверждающих два основных его тезиса:

1.глобальные изменения “солнечной погоды” вызывают глобальные изменения в биосфере

2.небольшие всплески солнечной активности приводят к мелкомасштабным отклонениям от нормального функционирования биообъектов (кратковременное увеличение случаев заболеваний, аварий, изменений на уровне клетки и т.п.).

Солнце и Земля - это не два шарика, летящие в космическом пространстве, между которыми ничего нет. Землю окружает несколько оболочек: сначала нейтральная атмосфера, дальше - ионосфера, еще дальше - магнитосфера. Магнитосфера- оболочка, заключающая в себе магнитное поле Земли. Линии магнитного поля входят в Землю на севере и выходят на юге (кстати, так было не всегда, приблизительно раз в 20 тысяч лет происходит инверсия магнитного поля Земли: северный и южный полюс меняются местами). Земное магнитное поле похоже на поле диполя только вблизи планеты. Из-за того, что Землю обдувает солнечный ветер, линии магнитного поля в направлении на Солнце оказываются приплюснутыми, а со стороны противоположной Солнцу - вытянутыми. Земля находится в гигантской оболочке - магнитосфере, которая защищает её от солнечного ветра. С одной стороны на границу магнитосферы давит магнитное поле Земли, а с другой - частицы солнечного ветра и равенство этих воздействий удерживает эту границу в равновесии. Так что Земля в каком-то смысле похожа на комету с хвостом из магнитных линий, которые вытянуты от Солнца.

3.3 Природа воздействия Солнечной погоды на биообъекты

Воздействие Солнца на биосферу хоть и опосредовано, но имеет электромагнитную природу, поскольку электромагнитное поле способно проникать в ткани и влиять на течение физико-химических процессов в живом организме. Действительно, все процессы, поддерживающие жизнедеятельность организмов, базируются на электричестве. Например, окислительно-восстановительные процессы на мембранах - не что иное, как процесс перезарядки; нервный импульс - электрический сигнал и т.д.

Мысль, что биообъекты чувствуют изменения магнитного поля, высказывалась давно в связи с удивительной способностью птиц ориентироваться в пространстве. Оказалось, что действительно есть необычайно чувствительные к магнитному полю живые существа - бактерии, пчелы, голуби, дельфины, саламандры и др. Они обладают такой способностью благодаря тому, что природа наградила их “встроенными” в нервные окончания магнитиками (зёрнами магнетита Fe₃O₄). Это помогает им отлично ориентироваться в пространстве в условиях невозмущенного магнитного поля (магнетит служит им компасом), но сильно сбивает с толку во время магнитных бурь. А птицы, вдобавок, при пролете над магнитными аномалиями явно испытывают затруднения в выборе курса. Известно также, что некоторые виды китообразных выбрасываются на берег преимущественно в местах локальных минимумов магнитного поля.

Биологические жидкости (кровь, лимфатическая жидкость и даже простая вода) меняют свои характеристики в зависимости от характеристик воздействующего поля.

В клетках, соответственно, изменяются скорости протекания электрохимических процессов; изменяется скорость распространения нервных импульсов.

Потепления не будет мягким и плавным повышением средней температуры, что, вероятно, было бы неплохо для большей части России. Оно выразится в неустойчивой погоде с большим числом аномальных явлений (жары, засух, сильных осадков и снегопадов, наводнений и т. п.). В центральной части страны в ближайшие десятилетия климат станет более прибалтийским. В целом температура повысится на 2 – 5С. Общее правило, применимое к изменению климата во всём мире, - обострение местных проблем.

То есть там, где главная беда – засухи, их будет больше, где есть проблема наводнений, велика вероятность сильных наводнений.

Изменение климата губительно сказывается на Арктике, поэтому промышленно развитые северные страны должны немедленно начать снижение выбросов углекислого газа. В докладе приведены неопровержимые доказательства того, что изменение климата в Арктике действительно происходит, и процесс этот будет набирать обороты, если выбросы СО₂ не будут уменьшены. Потепление в Арктике скажется на всем остальном мире, повлияет на глобальное изменение климата и повышение уровня мирового океана.

«Большое таяние ледников уже началось. Промышленно развитые страны продолжают свой жестокий эксперимент по изучению последствий изменения климата, и Арктика стала их первым подопытным кроликом.

«Белые медведи, в прямом и переносном смысле, ходят по тонкому льду. Снизив сейчас выбросы углекислого газа, мы сможем обезопасить и их будущее, и будущее тысяч других видов животных во всем мире».

Изменения климата в Арктике по причине хозяйственной деятельности человека являются самыми масштабными в мире. К концу столетия белые медведи могут исчезнуть как вид. Вряд ли они смогут выжить при почти полной потере летнего ледяного покрова. По прогнозам и расчетам на некоторых климатических моделях это может произойти еще до конца этого века. Некоторые виды промысловых рыб также могут исчезнуть. Потепление климата вызовет появление новых болезней у человека и животных. Теплый климат станет причиной более частых лесных пожаров, сильных ураганов и штормов, угрожающих прибрежным северным странам. Из-за таяния ледников, морского льда и снегов тундры уровень морского океана будет повышаться. К концу столетия он может подняться почти на целый метр. И 15% этой воды составят арктические льды.

На сегодня около 17 миллионов человек живут на высоте ниже одного метра над уровнем моря (например, в Бангладеш). Штатам Флорида и Луизианна (США), городам Бангкок, Калькутта, Дака и Манила также угрожает опасность в результате повышения уровня мирового океана. Ледники Гренландии уменьшились за период с 1979 по 2002 гг. на 16%. В 2002 г. темпы подтопления побили все рекорды. Глобальное потепление может привести к полному исчезновению ледяного покрова Гренландии, в этом случае уровень мирового океана поднимется на семь метров, пусть даже это произойдет через несколько сотен лет. Таяние арктических льдов ускорит процесс изменения климата. Способность Арктики отражать тепло снижается, и концентрация парниковых газов будет увеличиваться. Потепление в Арктике влияет на изменение течения Гольфстрим, несущего свои теплые воды к берегам северо-западной Европы и определяющего погоду в этих странах.

От потепления пострадают не только Арктика, Америка и Европа. Глобальное потепление отразится на здоровье людей и их способности противостоять болезням; местным жителям будет сложнее обеспечить себя продуктами питания и средствами к существованию.

Из России иногда сложно понять африканские проблемы, и не только по географическим причинам. В России, где пока очень невелики изменения климата, трудно почувствовать, насколько в Африке уже сейчас серьезны последствия изменения климата, какая надвигается катастрофа. «Потребуются срочные меры по спасению людей, и Россия не сможет оставаться от них в стороне, поэтому лучше уже сейчас начать действенные совместные меры по ограничению выбросов газов, создающих парниковый эффект. Построение в России энергоэффективной экономики, развитие альтернативной энергетики в долгосрочной перспективе поможет не только нам, но и Африке «Повышение средней температуры Земли на 2^оС в Африке может привести к серьезным последствиям для богатых, но хрупких экосистем региона. Если не остановить глобальное потепление, пострадают миллионы жителей Африки. Без дополнительных ресурсов эти люди не смогут адаптироваться к изменениям, которые уже происходят».

Добавим, что приспособиться к резкому изменению экосистем региона будет трудно не только людям, но животному миру этого континента.

По-видимому, вымрет или окажется на грани исчезновения целый ряд видов африканских животных.

Глобальное потепление приведет к более сильным наводнениям и засухам, что может повлечь за собой эпидемии. В Южной Африке территория распространения малярии может увеличиться вдвое, в зоне повышенного риска окажутся 7,2 млн. человек. Это может отразиться и на экономике, финансовые средства придется перераспределять с развития экономики на лечение людей. По оценкам специалистов, изменение климата повлияет на способность местных жителей противостоять болезням, так как многие виды растений, используемые в традиционной медицине, просто исчезнут.

По данным Всемирной организации здравоохранения, здоровье 80% населения развивающихся стран зависит от местных лекарственных трав. Жизнь и благополучие бедного местного населения, особенно в регионах с низким плодородием почв, напрямую зависит от генетического, видового и природного разнообразия. В этих условиях любое воздействие изменения климата на природные экосистемы несет угрозу здоровью людей, их продовольственному обеспечению.

Развитые страны должны незамедлительно принять меры по уменьшению выбросов газов, создающих парниковый эффект. Только это может предотвратить опасное изменение климата, которое приведет к катастрофическим последствиям для населения Африки и для всего мира, считают во Всемирном фонде дикой природы.

Проблемы климата Земли

Потепление климата – угроза инфекционных и паразитарных заболеваний. Одно из важных последствий глобального потепления – изменение эпидемиологической обстановки. Так же происходит мутация биоты. Важно понять суть опасных процессов, но ещё лучше – устранить саму причину климатических изменений.

- кишечные инфекционные и паразитарные заболевания. Вода – необходимая чрезвычайно уязвимая часть среды обитания человека. Потепление прямо влияет на эпидемиологическую безопасность водных ресурсов: деградация вечной мерзлоты, рост числа наводнений и плохое состояние водопроводных и канализационных сооружений при наличии возбудителей, устойчивых к традиционным средствам обеззараживания.

Что может произойти при потеплении климата?

Современная наука практически зашла в тупик в изучении проблемы глобального потепления. Подтверждением этому служит отсутствие единой теории климата Земли. Что это означает? Прежде всего, огромный разброс мнений о последствиях глобального потепления, исключающий возможность разработать какую-либо программу действий. Вот почему наиболее остро встает вопрос об ответственности ученых за свои

Но не все согласны с Яншиным — вот мнение бывшего директора Национального Центра атмосферных исследований США Уолтера Робертса: «В результате потепления естественные осадки могут сократиться на 40%, летом станет жарче, испарения с поверхности почвы увеличатся, почвы пересохнут, а ветра поднимут их к небесам». По прогнозам американских ученых, сказанное справедливо как для Северной Америки, так и для России.

Мнения разделяются и поляризуются, но, ни одно не одерживает верх. Академик Марчук Г.И. свидетельствует: «Современная наука не может дать четких, обоснованных рекомендаций ни по одному вопросу, связанному с глобальным потеплением, которые послужили бы руководством к действию». Ситуация допустимая для чисто гуманитарных наук, субъективных по своей сущности, но нетерпимая при изучении климата Земли (да и вообще естествознания).

Причину такого положения в естественнонаучном познании следует искать в его методологических противоречиях, проявляющихся при изучении многих глобальных проблем. Возникает вопрос, на первый взгляд кажущийся даже самоочевидным: какие науки относятся к климату, а какие нет? Например, непросто ответить: теория двигателей относится к рассматриваемой проблематике? При внимательном рассмотрении оказывается, что имеет, и самое прямое: как было показано в предыдущем параграфе, ведущую роль в глобальном потеплении играет энергетика и транспорт. Если не карбюраторный, не дизельный и не газовый (работающий на природном газе) двигатель, тогда какой же?

Рассуждая, таким образом, приходим к осознанию проблемы: для изучения проблем глобального климата необходимо сорганизовать усилия специалистов в самых разных областях гуманитарного и технического знания.

В связи с этим предметом особой тревоги становится почти полная изоляция друг от друга ученых гуманитарного и естественного направлений. Получается, что ученые, специализирующиеся не по проблемам, а по наукам, видят лишь часть глобальной проблемы, которую анализируют, что приводит к путанице и спорам даже в том, что собственно считать проблемой климата планеты. Поэтому так остро стоит задача комплексного изучения глобальных проблем, в частности климатических.

В связи с этим необходимо поставить задачу изменения подхода к образованию экологов: необходима специализация не по наукам, а по проблемам. В частности, уже сегодня следует начать подготовку специалистов в области глобального климата. Эта подготовка должна включать сведения из техники, теории моделирования, информатики, климатологии, экономики, социологии, политологии и других наук, способных помочь понять и решить проблему глобального климата.

В этом случае можно надеяться на преодоление разрыва между науками, участвующими в изучении явления глобального потепления.

Техники предлагают технологии, позволяющие перейти на источники энергии, не увеличивающие парниковый эффект, или, по крайней мере, снижают выбросы парниковых газов: как уже упоминалось, рабочая группа 2 МГЭИК составила реестр таких 105 технологий. Дело за политиками и экономистами — обеспечить условия для их реализации. Но на этом этапе проявляется лоббирование структур, заинтересованных в доминировании традиционных технологий сжигания углеводородного топлива (прежде всего нефти). О влиянии нефтяных корпораций на политику говорит хотя бы то, что за последние годы произошел ряд военных конфликтов с явным нефтяным подтекстом (Фолкленды, Ирано-Иракская война, кризис в Персидском заливе, Чечня). Солнце дает людям энергию, в сто раз превышающую их потребности, а они убивают друг друга из-за нескольких нефтяных скважин.

Политические проблемы встают и в глобальном плане: мир разделился - развитые страны, с одной стороны, и развивающиеся (а также страны с переходной экономикой — с другой). Если первые реально не помогут последним во внедрении экобезопасных технологий (а склонности к этому у развитых стран не наблюдается), развивающиеся страны сведут на нет все технологические достижения передовых стран по защите атмосферы от парниковых газов: у атмосферы нет границ.

Поэтому сегодня наиболее остро стоит вопрос о смене подходов к мировым экономическим отношениям. Сегодня каждая страна исходит только из своих экономических интересов, не вполне осознавая, что, по образному сравнению Бакминстера Фуллера, мы находимся все на одном «космическом корабле Земля». А у любой страны не бывает слишком много денег — всегда есть насущные проблемы, которые требуют финансовых затрат. Поэтому бескорыстную помощь другим странам мало какое правительство склонно оказывать. Исключение здесь составляют случаи, когда помощь другой стране оказывается из соображений обеспечения собственной военно-политической безопасности. Не секрет, например, что Советский Союз, заинтересованный в существовании буферных государств между ним и странами НАТО, оказывал помощь «братским странам» в ущерб своей экономике. США ради своих экономических интересов даже воевали за независимость других стран (совсем недавний пример - война за освобождение Кувейта, стоившая Америке значительных материальных затрат и человеческих жертв).

Это очень важный момент, требующий осмысления: при понимании, что в противном случае своей стране может быть нанесен военно-политический ущерб, правительство готово помочь другой стране как в финансовом, так и в научно-технологическом плане. Данное обстоятельство доказывает возможность международного сотрудничества в области контроля над климатом при условии осознания мировым сообществом серьезности проблемы.

К сожалению, сегодня опасность глобального потепления мировым сообществом осознается недостаточно глубоко, а на уровне правительств — удручающе недостаточно.

Особая роль России в стратегии предотвращения глобального потепления

Российская Федерация заслуживает особого подхода при анализе ее роли в климатических процессах и потенциала контроля за ними. Во многих исследованиях встречается деление стран на три лагеря:

Развитые страны, поднявшие свою индустрию и науку до уровня, при котором они способны реально действовать в направлении снижения выбросов парниковых газов;
Развивающиеся страны, перед которыми стоит задача подъема экономики и промышленности, которые не располагают технологическим потенциалом для внедрения технологий, не увеличивающих содержание в атмосфере парниковых газов;
Отсталые в экономическом и промышленном отношении страны, никак не влияющие на климатические процессы.

В рамках такого подхода международное сотрудничество в деле снижения выбросов парниковых газов в атмосферу предполагает, прежде всего, передачу на возможно более взаимовыгодных условиях технологий, отвечающих этому требованию, развитыми странами развивающимся.

Такой подход во многом оправдывает себя, но в него совершенно не вписывается Россия. В силу низкого уровня жизни, падения промышленного производства и повсеместного использования отсталых и экологоопасных технологий ее нельзя отнести к развитым странам. По влиянию на климат планеты Российская Федерация скорее подпадает под признак развивающихся стран: «Начиная с 80-х годов, самым освещенным местом на планете была Западная Сибирь, не Лос-Анджелес, не Лондон, ни Нью-Йорк, а Западная Сибирь, в результате горящих сотен тысяч газовых факелов. Если мы добавим к этому, что 10-12% газа теряется при транспортировке, то станет понятным поразившее многих утверждение Вице-Президента США Альберта Гора, сделанное в 1992 году, что наиболее быстрым и дешевым способом борьбы с парниковым эффектом. В мире было бы прекращение утечек газа в Западной Сибири». К сожалению, Россия и в экологичности развития энергетики примыкает к развивающимся странам: доля возобновляемых источников энергии в общем балансе энергоресурсов составляет всего около 0,05%, при падении ВНП втрое по сравнению с 1990 годом эмиссия парниковых газов за этот же период сократилась лишь на 17%, т.е. объем выброса углекислоты на единицу ВНП увеличился.

Но в, то, же время мы не можем полностью применять и критерии развивающейся страны: пока еще в России существует огромный научный потенциал, способный при его правильном использовании перевести народное хозяйство страны на новые безопасные для климата технологии. Особо выделим среди научных коллективов России, занимающихся вопросами внедрения этих технологий, Комиссию РАН по использованию энергоаккумулирующих веществ в промышленности, машиностроении и экологии, предложившей целый ряд технологических разработок мировой новизны.

Отмеченное обстоятельство при деградировавшей промышленности делает Россию уникальнейшим полигоном для разработки стратегии внедрения альтернативной энергетики, в первую очередь водородной. При этом выгоду извлекут как развитые страны, которые получат бесценный практический опыт внедрения водородной энергетики, так и Россия, которая получит уникальный исторический шанс возродить индустрию и вновь стать великой экономической державой.

Остановка производства имеет то грустное преимущество, что переход на новые технологии не будет сопровождаться необходимостью решать социальные проблемы, при этом возникающие — все они уже возникли несколько лет назад в наиболее гротескной форме — когда новой технологии не появилось, на улице оказалось подавляющее большинство работников, занятых в промышленном производстве. Теперь нужно создавать рабочие места и поднимать производство практически с нуля.

Но если смотреть с позиций концепции устойчивого развития, выбор должен быть за водородной энергетикой. Помимо экологического аспекта, рассмотренного в настоящем параграфе, Россия имеет (пока еще...) реальный шанс стать технологическим лидером в области энергетики машиностроения: СССР был бесспорным лидером (наряду с США) в разработке технологий для водородной энергетики. Так, еще в 1968 году в институте механики проведена конвертация автомобиля на водород при работе на частичных нагрузках.

Если же Россия изберет путь развития транспортных двигателей, основанных на сжигании бензина, то обречет себя на хроническое технологическое отставание от развитых стран: мы уже никогда не сможем создать технологии, равные по эффективности и экологичности технологиям мировых лидеров автомобилестроения, и будем зависимы от развитых стран в области транспорта.

Таким образом, у Правительства России есть возможность предложить мировому сообществу инвестировать развитие индустрии и транспорта в России, основанных на

водородной энергетике, опираясь на следующие уникальные преимущества России в возможностях их внедрения:

Неразвитость (доходящую до полного отсутствия) инфраструктуры традиционного энергоснабжения промышленности, транспорта и быта, что делает процесс ломки старых технологий практически безболезненным для общества;
Наличие огромных территорий, не освоенных хозяйственной деятельностью, что дает возможность масштабного строительства новых энергетических объектов;
Наличие уникальных разработок в области водородной энергетики, не нашедшие применения из-за нехватки в российском бюджете средств.
Наличие специалистов, способных разрабатывать и внедрять новейшие энергетические технологии;

Мотивами развитых стран инвестировать в российскую водородную энергетику могут послужить:

возможность импорта из России новых отработанных технологий в области альтернативной энергетики;
приоритетное участие в перспективном энергетическом
строительстве; предотвращение опасности выбросов в атмосферу парниковых газов, обусловленных стремлением России поднять отечественную промышленность, опираясь на традиционную нефтегазовую энергетику.

Наряду с описанным потенциалом российских энергетиков Россия, половина территории которой занята лесами, способна использовать лесной покров для увеличения депонирования углерода, что представляется весьма увлекательной задачей. Ведь, помимо аккумуляции углерода, леса выполняют важные ресурсные и экологические функции. По существу, достигается тройной эффект: депонирование излишков углерода, повышение ресурсного потенциала и улучшение природной среды. По оценкам Центра экологической политики России, в целом по общему фонду лесоразведения объемы ежегодного депонирования углерода после выхода насаждений на стационарный режим функционирования будет составлять 71,2 Мт в год, что составляет около 10% ежегодного антропогенного выброса СО₂ в атмосферу.

Но экономическая ситуация в России приводит к противоположному результату. Так, в программе «Время» 3 августа 1997 г. был показан материал о лесных пожарах в Архангельской области, названа цифра потерь — 5 тыс. га. Причиной такой катастрофы названо отсутствие финансирования пожарной охраны и социальная напряженность в области. В этой же передаче рассказывалось о незаконной вырубке леса в Карелии, вызванной недостаточным контролем над природоохранной деятельностью в регионе.

Такая ситуация должна вызвать усилия мирового сообщества по оказанию экономической помощи России в форме инвестиций в водородную энергетику и лесоразведение. В результате в выигрыше окажется и Россия, и инвесторы, и все мировое сообщество.

Такая парадигма решения глобальных проблем и международного экологического сотрудничества вписывается в концепцию ноосферного развития цивилизации, которая рассматривается во второй главе.

Физико-технологическую составляющую — усиление парникового эффекта (задерживания длинноволнового излучения земной поверхности трех- и более атомными молекулами компонентов атмосферы) вследствие антропогенных выбросов углекислого газа, обусловленных сжиганием углеводородного топлива — предлагается решить разработкой, а также внедрением уже имеющихся технологий получения и преобразования энергии, не требующих сжигания ископаемого топлива. Среди этих технологий центральное место занимает водородная энергетика.

В этой связи подчеркивается уникальный потенциал России по реализации этих технологий, и ее уникальный исторический шанс стать мировым лидером в энергетике и машиностроении.

Гносеологическую составляющую — неоднозначность оценок возможного потепления и его последствий — планируется значительно снизить как за счет применения методологии новых информационных технологий, обеспечивающих качественно более эффективные сбор климатических параметров, их обработку и моделирование климатических процессов, так и за счет более тесной научной интеграции между учеными технического и гуманитарного профиля.

Наиболее сложной является мировоззренческая составляющая рассматриваемой проблемы. Заключается она в том, что современное общество имеет ценностные установки на потребительское отношение к природе, что отражается и на проблеме глобального климата: общество приветствует и поощряет субъектов хозяйственной техники, способных быстро и дешево (в рамках современных экономических «правил игры»), хоть и в ущерб будущим поколениям, получать энергию. Система ценностей, господствующая в обществе, диктует ему экономические и политические приоритеты. Необходима коренная перестройка экологического сознания общества. Вот почему на первый план должны выйти экологическое образование и воспитание

В работе обосновывается положение о том, что экологическое образование и воспитание должно базироваться на концепции ноосферы, что подразумевает, прежде всего, опережения бытия сознанием: изменения в сознании должны происходить не в ответ на изменения окружающей среды (которые могут оказаться уже необратимыми), а на основе научного знания и изучения существующих тенденций в биосфере, обществе и мировом хозяйстве.

Экологическое образование предполагает, помимо всего прочего, информационную политику, направленную на доведение экологической ситуации (в частности, климатической) до населения, что станет возможным в результате внедрения новых информационных технологий и информатизации общества.

Экологическое воспитание в области глобального климата призвано улучшить экологическое сознание общества в результате сочетания экологического образования и пропаганды идеи бережного отношения к биосфере.

Указанные проблемы рассмотрены не в отрыве друг от друга, а в их системе, учтены их вещественные, энергетические и информационные взаимосвязи.

Таким образом, в настоящей диссертации намечена комплексная программа снижения опасностей, связанных с возможностью глобального потепления климата Земли.

Некоторые проблемы, затронутые в настоящем исследовании, требуют дальнейшего исследования. Вопросы моделирования глобального климата нуждаются в дальнейшей разработке. Также важно продолжить исследования в области формирования экологической этики и экологического сознания с учетом развития системы глобальных проблем и, в частности, глобального климата.

Сущность парникового эффекта

Человеческая деятельность может привести к нагреву земного шара сверх придельно

допустимых возможностей.

Есть противоположенные мнения, что климат Земли изменяется, наоборот, в сторону похолодания. И, вообще, в последние годы метеорологи разных стран приходят к выводу, что во всеобъемлющей системе погоды на земном шаре что-то растроилось. По их мнению, климат на земле начинает меняться не в лучшую сторону. Некоторые метеорологи считают, что приближается всеобщая стихийная катастрофа, которую будет трудно предотвратить. Чего опасаться нам: засухи, не - урожая, голода или, наоборот, расчитывать на постепенное улучшение погоды и возвращение к климатическим условиям первой половины 20-ого века, считающимся наилучшими в мировой истории.

Большинство ученых сходятся во мнении, что атмосфера, тем не менее, не охлаждается, а нагревается. Причиной тому – грандиозные изменения, произведенные человеком.

Сейчас, как утверждают метеорологи, человеческая деятельность становится все более важным фактором, влияющим на климатический баланс Земли. Причиной тому могут служить разные факторы, однако, многие ученые связывают это с парниковым эффектом.

Парниковый эффект

Многолетние наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ.

С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что

Способствует повышению средней температуры планеты.

Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект").

2. Последствия парникового эффекта

1. Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.

2. В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.

3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими, и они превратятся в пустыни, в результате чего людям и животным придется их покинуть.

4. Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.

5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как:
а) вода, нагреваясь, становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;

б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи.
Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов.
Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.

6.Сократятся жилые земли.

7.Нарушится водосолевой баланс океанов.

8.Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.

9. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги и животным придется переселиться в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.
Кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных. На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшиться счета за отопление и увеличение продолжительности вегетационного сезона в средних и высоких широтах.

Увеличение концентрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез.
Однако потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольку повышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых областях окажутся малопригодными для выращивания основных культур.

Глобальное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана и ускорило парниковый эффект. Что же нас ожидает в будущем?

3.Экологическое прогнозирование.

В настоящее время обсуждаются различные меры, которые могли бы воспрепятствовать нарастающему "антропогенному перегреву" Земли. Существует предложение извлекать избыток СО₂из воздуха, сжижать и нагнетать в глубоководные слои океана, используя его естественную циркуляцию. Другое предложение заключается в том, чтобы рассеивать в стратосфере мельчайшие капельки серной кислоты и уменьшать тем самым приход солнечной радиации на земную поверхность.
Огромные масштабы антропогенной редукции биосферы уже сейчас дают основание считать, что решение проблемы СО₂ должно осуществляться путем "лечения" самой биосферы, т.е. восстановления почвенного и растительного покрова с максимальными запасами органического вещества всюду, где это возможно. Одновременно должен быть усилен поиск, направленный на замену ископаемого топлива другими источниками энергии, в первую очередь экологическими безвредными, не требующими расхода кислорода, шире использовать водную, ветровую энергию, а для дальнейшей перспективы - энергию реакцию вещества и антивещества.

Будущее Земли - наводнение

Изменение климата, глобальное потепление и связанные с ним возможные стихийные бедствия — все чаще приходится слышать рассуждения на эту тему, причем, к сожалению, далеко не, всегда от специалистов. Более того, на причины и следствия климатических мутаций существуют самые разные точки зрения, в том числе и прямо противоречащие друг другу. Впрочем, не все так просто. Свое мнение мы попросили высказать профессора института океанологии Сергея Константиновича Гулева, который считает, что климат меняется на более теплый. В ближайшие сто лет ни катастрофического таяния ледников, ни всемирного потопа не ожидается. Наступит ли послезавтра

Самое удивительное, что даже диаметрально противоположные взгляды имеют право на существование, поскольку любые оценки зависят от интерпретации данных и масштабов времени, в рамках которых рассматриваются колебания погоды. Ряд ученых, например, работающих с палеоклиматическими данными, утверждает, что наступает постепенное похолодание. И они правы — последние 500 млн. лет действительно наблюдается подобная тенденция, о чем свидетельствуют геологические данные. Не исключено, что когда-нибудь на Земле воцарится вечная зима. Солнце тоже в свой срок остынет, а потом и вся наша галактика, но произойдет это через миллионы или даже миллиарды лет. Однако человечеству сегодня вряд ли надо беспокоиться по поводу событий, которые, вероятно, произойдут спустя целые эоны. Нас сегодня больше интересует непосредственное будущее — несколько десятков или сотен лет. Согласно наблюдениям, за весь ХХ в. потепление климата составило менее одного градуса, истолбиктермометра продолжает неуклонно расти даже с большей скоростью в конце ХХ — начале ХХI в. Конечно, определенные перемены очевидны и неизбежны, и все же вряд ли нам грозит реальное воплощение голливудских кинематографических кошмаров, подобных показанным в фильме «Послезавтра». По крайней мере, в ближайшие сто лет ни катастрофического таяния ледников, ни всемирного потопа не предвидится. Тем не менее, существует вероятность других, гораздо менее заметных изменений. И тот факт, что они не будут сопровождаться разрушительными катаклизмами, отнюдь не означает, что самими процессами и их возможными последствиями можно до поры до времени пренебречь. Велики или малы колебания климата и климатообразующих факторов, изучать их нужно уже сегодня.

В плену циклонов

Одной из наиболее актуальных задач представляется изучение траекторий и интенсивности среднеширотных циклонов. Траектории атлантических циклонов уже поменяли свои направления над Европой, и останавливаться, не намерены. Воздушные массы перемещаются в атмосфере за счет перепада температур и давления в различных регионах земного шара: воздух движется из теплых областей в холодные, т.е. в сторону наименьшего давления. Однако вследствие вращения Земли и сопутствующих процессов направление движения воздушных масс меняется, оно практически соответствует линии, разделяющей теплые и холодные пояса. Еще 20–30 лет назад циклоны северной Атлантики шли с океана через север Великобритании и Скандинавию в Арктику, а теперь их путь лежит южнее и проходит через умеренные широты Центральной Европы. Дело в том, что поверхность планеты нагревается неравномерно: в северных районах температура повысилась больше, чем в южных (так происходит из-за неоднородности атмосферы, динамики воздуха, а также потому, что холодный воздух нагревается несколько быстрее теплого). В результате сдвинулась граница теплых и холодных областей. Изменение траекторий циклонов связано с неравномерностью изменений приземной температуры, влияющей на отклонения траекторий циклонов к полюсам. Вероятнее всего, те осадки, которые выпадали раньше в Скандинавии, Северной Англии и в Северном Ледовитом океане, теперь «проливаются» над Европой и европейской частью России. Отклонение маршрутов циклонов к югу грозит, прежде всего, увеличением количества экстремальных ливней и наводнений.

В целом дождливых дней стало меньше, но интенсивность осадков существенно возросла, т.е. определенное их количество выпадает теперь, допустим, не за 20, а за 15 дней в сезон. Кроме того, увеличилась интенсивность циклонов, а также скорость их движения. Если над Атлантическим океаном зарождается прежнее количество циклонов, то на территорию Европы их приходит больше, и они становятся мощнее, периодически заливая европейский континент. За примером далеко ходить не надо: обильные снегопады минувшей зимы не были аномалией, необычным было именно количество снега, выпавшего в отдельные дни. Почему же изменился характер осадков? Ученые пока не пришли к единому мнению, однако, по-видимому, это можно связать с интенсивностью развития циклонов и с другим (по отношению к высоким широтам) поведением циклонов.

Холодно или жарко?

Исследователи всего мира ломают головы над вопросом о причинах повышения температуры и прогнозах на будущее. На этот счет существуют различные точки зрения, но чаще всего причиной глобального потепления считают скопление в воздухе значительного количества углекислого газа и других климатически активных газовых примесей. Современные вычислительные технологии позволяют создавать различные модели климата. Для того чтобы понять, насколько верна та или иная из них, ученые обычно воссоздают с их помощью известные климатические условия, например, начала ХХ в., а затем тем же методом имитируют современные и будущие, характеризующиеся, например, удвоением содержания двуокиси углерода в атмосфере. Как показывают исследования, климат первой трети прошлого века можно воспроизвести без учета содержания в атмосфере углекислого и других газов, а современный — уже нет. Подобные выводы говорят о том, что углекислый газ — очень важный и даже определяющий элемент, формирующий нынешний климат.

Какой же будет погода в будущем? Вероятнее всего, в ближайшие десятилетия климат Европы постепенно будет утрачивать свой континентальный характер, то есть лето в Восточной и Центральной Европе станет более холодным, зима, наоборот, более мягкой и влажной. Причиной тому — смещение траекторий циклонов, о котором речь шла выше. Они будут приносить пасмурную погоду и осадки, причем довольно сильные. В связи с этим увеличится опасность наводнений, в частности, в Центральной и Восточной Европе. Кроме того, количество воды в Мировом океане понемногу увеличивается, впрочем, не столько из-за таяния ледников, сколько вследствие ее нагревания. Согласно законам физики, чем теплее вода, тем больше ее объем. Соответственно, по мере нагревания уровень воды в Мировом океане немного поднимается, что теоретически может привести к затоплению низменных территорий. В других районах земного шара, в частности, в западных районах Северной Америки, изменения климата будут определяться изменением повторяемости и интенсивности Эль-Ниньо — феномена, в значительной степени влияющего на циркуляцию в средних широтах Тихого океана. Он же, посредством сложных связей, может оказывать влияние на тропики Азии и африканского континента.

Заключение

В настоящем исследовании проведен философский анализ одной из главных глобальных экологических проблем современности, исследована ее сущность, генезис, философские аспекты.

Рассмотрены три круга философских проблем, которые требуют анализа в связи с современной климатической проблемой: онтологический (он связан с осознанием противоречия между человеком и природой и рассмотрением философских принципов, на основании которых это противоречие могло бы преодолеваться, не отражаясь гибельно на судьбе человеческого рода и биосферы), гносеологический (затрагивает вопросы познания воздействия человека на глобальный климат), и этико-эстетический (касается необходимости нравственной и эстетической переоценки отношения к природной среде каждого человека и всего общества в, эстетики природы, рассмотрения свободы и ответственности человека по отношению к природной среде).

Проведенный философско-методологический анализ антропогенного изменения климата позволил выделить основные составляющие этой проблемы: мировоззренческую, гносеологическую и физико-технологическую, а также показать, что решить эту проблему, занимаясь только одной из ее составляющих, невозможно.

В данном исследовании намечены основные цели и методы действий по каждой из составляющих проблемы глобального климата.

Экологическое воспитание в области глобального климата призвано улучшить экологическое сознание общества в результате сочетания экологического образования и бережного отношения к биосфере.

Область исследований, касающихся солнечно-биосферных связей, активно развивается. Накоплен большой материал связей биосферных параметров с параметрами внешней среды. Проведены эксперименты по воздействию слабых постоянных и переменных магнитных полей на животных и человека. На основе их результатов созданы медицинские приборы, использующиеся для профилактики многих заболеваний и скорейшей реабилитации, больных после обострений и операций.

Очевидно, необходим комплексный подход к проблеме, слияние различных отраслей (биофизики, астрофизики, физики и др.).

Мне близки гносеологический и онтологический точки зрения. Потому что в них я вижу более точный смысл, объективность понятий. Эти точки зрения больше всех приближены к моим взглядам и мыслям о взаимодействии и взаимопонимания природы и человека.

Библиография

Всемирный фонд дикой природы(WWF)- Изменение климата и киотский протокол - реалии и практические возможности.
WWF-Новая угроза. Потепление климата – угроза роста инфекционных и паразитарных заболеваний в Росси.
WWF- Изменение климата. Обзор состояния научных знаний об антропогенном изменении климата.
WWF- Power Switch. Новая энергетика – новая жизнь.
www. panda. org
www. wwf. ru
www. environmentaldefense. org
http://accord. cis. lead. org
www. enwi. ret. Ru

Проектная работа по экологии на тему: "Влияние изменения климата на живую природу"

Содержимое разработки

Получите свидетельство о публикации сразу после загрузки работы