КРИОСФЕРА И КЛИМАТ

В.М. КОТЛЯКОВ академик РАН, директор Института географии РАН, почетный президент Русского географического общества

Когда приходит зима, мы вспоминаем о громадных пространствах на планете, находящихся под властью холода. Академик РАН Владимир Михайлович Котляков считает, что, для того чтобы понять работу колоссальной природной машины, необходимо выделить в ней такие главные части, как атмосфера, океан, суша и оледенение.

Климатическая роль оледенения

Земля, как и многие другие небесные тела, окружена разными сферами. Некоторые из них, например магнитосфера, существуют на всех планетах, отражая их космическую и геологическую историю. Другие — гидросфера и атмосфера — присущи лишь отдельным планетам, а биосфера из известных нам небесных тел есть только на Земле. Там, где холод окружает потухшие звезды и планеты, а холод во Вселенной господствует почти везде, мы сталкиваемся с криосферой.

Криосфера — это прежде всего сфера холода. Вода в таких условиях почти всегда находится в замерзшем или сильно переохлажденном состоянии, и поэтому в земной криосфере повсюду встречается лед. Природные ледяные образования многообразны: это системы ледяных облаков, снежный покров, сезонно-мерзлые почвы и горные породы, сезонный и многолетний ледяные покровы водоемов и водотоков, наледи, ледники и ледниковые покровы, многолетнемерзлые горные породы с подземными льдами.

Треть всего баланса внешнего теплооборота Земли расходуется на фазовые превращения льда. Вдумайтесь: влажные экваториальные джунгли, знойные пустыни, поля, плантации и сады, расти тельные и животные сообщества, Мировой океан — вся природа Земли требует тепла всего вдвое больше, чем уходит его на таяние снега и льда или выделяется при замерзании воды.

Теплота кристаллизации, которая высвобождается при формировании атмосферного льда, и теплота таяния, которая поглощается при падении льда к поверхности Земли и его переносе в более низкие широты, — это мощнейшие факторы перераспределения тепла на Земле. Стоит добавить, что затраты тепла на ежегодное таяние накопленного за год снега и льда достигают приблизительно 0,2% всего потока солнечной радиации, поглощаемой Землей, а затраты тепла океаном на таяние айсбергов и разрушение ледяных берегов соизмеримы с «тепловым стоком» рек в океан.


Таблица 1. Распространение природного льда на Земле (фото: журнал "Экология и жизнь")

На земном шаре действует колоссальная природная машина, главные части которой — атмосфера, океан, суша и оледенение. Взаимодействие отдельных частей этой машины формирует климат Земли и оледенение, вызывает их колебания. Энергетическими источниками работы служат изменения солнечной радиации на внешней границе атмосферы, корпускулярные и метеорные потоки из околоземного космического пространства, тектонические движения земной коры, выбросы продуктов вулканической деятельности.

Если посмотреть на работу этой «машины» в масштабе времени 10—100 тыс. лет, то видно, что вся планетарная система находится в термическом неравновесии. Она испытывает крупные автоколебания с большой инерцией, чему способствуют океан и материковые ледники. Увидеть такие длительные колебания можно по следам прошлых оледенений. Различаются наземное, подземное и морское оледенения, характерные для Земли на протяжении многих тысячелетий.

Еще М.В. Ломоносов говорил о морозном слое атмосферы, где приход тепла и влаги сочетается таким образом, что за год здесь количество выпавших твердых атмосферных осадков превышает их убыль. В современную эпоху на Земле природные сплошные льды занимают на земной поверхности и в верхних слоях земной коры площадь 72,4 млн км², что составляет 14,2% площади планеты и почти половину поверхности суши. Год от года площадь под снежным покровом и льдами колеблется от 53,6 до 91,2 млн км², абсолютный максимум в последние годы достигал 99,2 млн км². Если к этим цифрам прибавить площадь распространения айсбергов и разреженных льдин, то получим общую площадь распространения льда на Земле 100 млн км² (19,6% земной поверхности) с ежегодными колебаниями от 81 до 119 млн км².


Таблица 2. Обьем и площадь современного оледенения на континентах (фото: журнал "Экология и жизнь")

В табл. 1 приведены сведения о площади распространения и среднем времени жизни основных видов природного льда [Шумский, Кренке, 1965]. Подавляющую массу наземных льдов образуют ледники и ледниковые покровы. В современную эпоху в них сосредоточено 98,2% всей массы льда, что почти в 5 раз больше массы жидких поверхностных вод суши. В табл. 2 приведены сравнительно новые данные о суммарной площади и объеме современного оледенения на континентах. В основе этих данных лежат материалы Всемирного каталога ледников [World..., 1988] и Атласа снежно-ледовых ресурсов мира [1997].

Высокое альбедо снежно-ледниковых поверхностей перестраивает радиационный баланс всего земного шара. Поскольку одним из главных законов природы Земли является широтная зональность и снежно-ледниковый покров также занимает зоны, прилегающие к полюсам, то альбедо закономерно распределяется по поверхности земного шара (рис. 1); среднее альбедо Земли равно 35%. По сравнению с этой средней величиной отраженная в космос солнечная радиация из-за высокого альбедо увеличена над материковыми ледниковыми покровами в 2,5 раза, над фирновыми областями горных ледников в 2 раза, над островными ледниковыми куполами на 1/3, а над языками горных ледников на 1/5. Фактическое значение радиационного баланса над ледниками сильно зависит от условий облачности. Таким образом, значительная часть солнечной радиации, приходящей к леднику, отражается в атмосферу.

Из-за малой теплоемкости лед не может накапливать тепловую энергию, что свойственно воде. Поэтому одинаковое количество тепла вода сохраняет очень долго, тогда как снег теряет его за считанные минуты. А в теплый период года, когда происходит таяние снега и льда, все поступающее тепло расходуется на этот процесс и на испарение, поскольку снежно-ледовая поверхность нагреться выше 0 °С не может.

Благодаря этим особенностям ледники существуют при определенных сочетаниях тепла и влаги, в своеобразном ледниковом климате. Этот климат отличается более низкими температурами воздуха, чем над соседними неледниковыми пространствами, и бoльшим количеством твердых осадков, чем в долинах ниже ледников. При этом чем больше выпадает осадков, тем при более высокой температуре воздуха могут существовать ледники.


Рис 1. Альбедо Земли в процентах, вычисленное по спутниковым наблюдениям (фото: журнал "Экология и жизнь")

Крупные ледниковые покровы воздействуют на энергетику атмосферы. Расчет для всего Гренландского ледникового покрова показывает: годовой радиационный баланс здесь отрицателен, он составляет —4,9*10¹⁷ кДж/год; на таяние Гренландского ледника затрачивается ежегодно еще 0,7*10¹⁷ кДж тепла. Чтобы поддерживать постоянную среднюю годовую температуру льда, приведенные тепловые затраты должны пополняться теплом, равным 5,6*10¹⁷ кДж/год, которое поступает к Гренландии из низких широт.

Охлаждающее влияние ледников зависит от их размеров. Гренландский ледниковый покров выхолаживает в среднем на 1° слой воздуха толщиной 1500 м. На самом деле выхолаживание часто достигает 5° и оно захватывает лишь 300 м. Новозе-мельский ледниковый покров охлаждает на 3° слой воздуха над собой толщиной 70 м, а крупная горно-ледниковая система, например Большого Кавказа, охлаждает на 1° пятидесятиметровый слой воздуха. В относительно сухих районах ледники испаряют влагу и увлажняют атмосферу, а в более влажных она конденсируется на леднике, и атмосфера иссушается.

Добавлю к этому, что крупнейшие ледниковые покровы оказывают влияние даже на циркуляцию атмосферы. Так, Гренландский покров занимает площадь около 1,7 млн км² и имеет высоту около 2000 м над уровнем моря. Когда в этом районе проходят сравнительно небольшие барические волны (Барические волны — это возмущения атмосферного давления, перемещающиеся над земной поверхностью. Они связаны с прохождением циклонов и антициклонов и приводят к сменам погоды и нередко к обильным осадкам), размером до 1000 км, за Гренландским ледниковым покровом создается «тень» длиной 4000 км, в то же время огромные планетарные барические волны длиной 5000 км и более плавно обтекают ледниковый покров.

Благодаря Гренландскому ледниковому покрову и Восточно-Гренландскому холодному течению Исландский минимум атмосферного давления существует круглогодично, тогда как другой известный минимум давления — Алеутский, расположенный вдали от ледниковых покровов, носит сезонный характер. Сборник исландских саг «Королевское зерцало» 1269 г. объясняет оледенение Исландии близостью холодного Гренландского ледникового щита. По современным воззрениям, так оно и есть, только эта близость сказывается не непосредственно, а через влияние на циркуляцию атмосферы.

Снежный покров оказывает влияние на климат

Уже известный русский климатолог А.И. Воейков [1871, 1889] высказал несколько важных положений, свидетельствующих о влиянии снежного покрова на климат: температура поверхности снега обычно ниже, чем поверхности оголенной почвы и приземного слоя воздуха; из-за сильного охлаждения воздуха над снежной поверхностью возникает инверсия температуры; особенно мощное охлаждающее влияние на воздух снежный покров оказывает на равнинах и в котловинах; даже в среднем за много лет над холодной снежной поверхностью заметно повышенное атмосферное давление; из-за больших затрат тепла на таяние и испарение снега май в умеренных широтах значительно холоднее сентября, и эта разница возрастает в многоснежных районах.

Если принять среднюю за год площадь снежного и ледяного покровов в обоих полушариях равной 62 млн км², то при неизменных облачности и приходе солнечной радиации ее часть, поглощаемая всей планетой, снижается из-за снежного покрова более чем на 4%. Это способствует значительной широтной дифференциации климата.

Поскольку температура снежной поверхности не может быть выше 0 °С, над снегом сильно уменьшен или совсем отсутствует конвективный прогрев воздуха. В то же время непрерывно идет поглощение (при испарении и таянии снега) и выделение (при конденсации и замерзании воды) значительного количества тепла, участвующего в фазовых переходах воды. В итоге теплообмен поступающего воздуха со снежной толщей умеряет резкие колебания температуры. Повышение температуры воздуха при поступлении теплых воздушных масс быстро прекращается по мере поглощения тепла снегом, сильно охлажденным от предыдущих похолоданий. И наоборот, сильное похолодание уменьшается за счет запасов тепла, сохраняющихся в снежном покрове.

Но благодаря интенсивному отражению и излучению энергии снежная поверхность зимой сильно охлаждается и выхолаживает приземный слой воздуха. В Европейской части России разница средних суточных температур воздуха в дни со снежным покровом и без него составляет 4—5 °С. В окрестностях антарктического поселка Мирный, покрытых и в летнее время снегом, температура всегда была на 4—5 °С ниже, чем в расположенном неподалеку бесснежном оазисе Бангера.

Поверхность становится холоднее воздуха сразу же, как только устанавливается снежный покров. На протяжении зимы эта разница изменяется и достигает максимума в январе—феврале, когда средний минимум температуры на поверхности и в воздухе отличается на 3—4°, а абсолютный минимум — на 5—10°.

Понижение температуры воздуха над снежным покровом не ограничивается приземным слоем, а нередко охватывает весь нижний слой тропосферы. Такие условия складываются над обширными пространствами суши в средних и высоких широтах, особенно в Сибири, на северо-востоке Северной Америки и в Антарктиде. В результате формируются очень холодные воздушные массы при слабом ветре и ясном небе, и в их нижнем одно-двухкилометровом слое температура растет с высотой. В системе общей циркуляции атмосферы в Северной Америке и Евразии такие воздушные массы движутся в юго-восточном направлении и способствуют охлаждению умеренных широт.

Формирующийся над снежной поверхностью холодный и плотный слой воздуха затрудняет прогревание воздушных масс, и поэтому надолго сохраняется устойчивое антициклональное состояние атмосферы. Если в этих условиях образуются облака, то поток рассеянной радиации над заснеженной территорией оказывается на 50% больше, чем над обнаженной землей. Обычно между снежной поверхностью и основанием облаков возникает многократное отражение, что приводит к увеличению рассеянной солнечной радиации, поступающей к снежному покрову.

Граница снежного покрова в Северном полушарии весной и ранним летом отступает к северу медленнее, чем осенью наступает к югу. В этом сказывается охлаждающая роль самого снежного покрова. В осенние месяцы положение границы более изменчиво, чем в весенние, хотя в континентальном климате она занимает более стабильные позиции, чем в морском. Сроки разрушения снежного покрова, как правило, тесно связаны со сроками его установления: чем раньше образуется снежный покров, тем дольше он лежит.

Огромна роль снежного покрова в формировании и развитии ледников и в существовании всего оледенения. Очевидно, что холодные и снежные периоды предваряли и сопровождали ледниковые эпохи, а в механизме возникновения и деградации оледенений была велика роль обратных связей, присущих снежному покрову. Любое продолжительное глобальное похолодание приводит к росту площадей и продолжительности залегания снежного покрова, тем самым увеличивает планетарное альбедо и способствует дальнейшему похолоданию. И наоборот, если произойдет сокращение снежного покрова на Земле, планетарное альбедо уменьшится и вызовет еще большее потепление.

Зимний снежный покров в плейстоцене, несомненно, занимал в Северном полушарии гораздо большие площади и на суше, и на море. В четвертичный период снег покрывал, по-видимому, до 35% площади Северного и 24% площади Южного полушарий, тогда как соответствующие значения для нашей эпохи составляют 25 и 14% (рис. 2).

Оледенение и уровень Мирового океана

В последние годы наша планета переживает эпоху глобального потепления. Эта эпоха началась около 150 лет назад, сменив так называемый малый ледниковый период, т. е. период похолодания, достигший своего максимума где-то в середине XIX века. Рост глобальной температуры воздуха в последнее столетие составил чуть больше 0,7 °С. Однако за последние 30 лет этот рост усилился, особенно резко над континентальными районами Евразии и Северной Америки и больше всего — в Арктике.

В прошлом, несомненно, главным фактором крупных колебаний уровня моря были изменения оледенения на Земле. Снижение уровня океана происходило в ледниковые эпохи, когда значительные массы воды консервировались в ледниковых покровах; наоборот, в межледниковые эпохи, когда ледниковые покровы сокращались, уровень повышался.

Изменения уровня океана, связанные с колебаниями массы ледников, называются гляциоэвста-тическими. Их определяют несколькими методами. Геологический метод состоит в определении глубин, высот и абсолютного возраста затопленных и поднятых древних береговых линий в тектонически стабильных береговых зонах. Изотопно-кислородный метод исходит из степени увеличения содержания тяжелого изотопа O в морской воде в эпохи оледенений. Рост относительного отклонения ¹⁸O/¹⁶O в глубоководных бентосных фо-раминиферах на 0,1 соответствует падению среднего уровня океана на 10 м. Причина этого явления заключается в изъятии изотопно более легкой воды из океана в результате ее испарения и аккумуляции в ледниковых покровах.

Наконец, гляциологический метод использует реконструкции объемов древнеледниковых покровов, что позволяет рассчитать снижение уровня океана исходя из эквивалентности 1 млн км³ льда слою океанической воды примерно в 2,5 м. За последние тысячи лет происходила деградация оледенения, что привело к подъему уровня Мирового океана. Однако благодаря неотектоническим и гляциоизостатическим движениям земной коры, происходившим неодинаково в разных частях земного шара, изменения уровня океана на всей его поверхности шли по-разному, лишь в среднем демонстрируя общий рост.

Как показывает гляциоэвстатическая кривая (рис. 3), в последний раз уровень океана был выше современного 120—125 тыс. лет назад — в последнюю межледниковую эпоху. Все остальное время он был ниже, что свидетельствует о сохранении обширного оледенения Земли на протяжении последних 100 тыс. лет.

В последние 150 лет отмечено повышение уровня Мирового океана (рис. 4). Реконструкции положения этого уровня в конце XIX — начале XX столетия, а затем береговые измерения и, наконец, глобальная спутниковая альтиметрия свидетельствуют о росте уровня Мирового океана на 1,7 мм в год в ХХ веке, однако в последние десятилетия повышение уровня моря усилилось и составляет сейчас 3 мм в год. Причины этого подъема уровня, очевидно, связаны с повышением температуры, которое, с одной стороны, ведет к расширению теплеющей поверхностной толщи океана, а с другой — вызывается таянием ледников и тем самым увеличением прироста воды в океане.


Рис 4. Рост уровня Мирового океана (фото: журнал "Экология и жизнь")

Происходящее потепление самым серьезным образом влияет на состояние многолетнего ледяного покрова в Северном Ледовитом океане. Еще недавно тяжелые льды серьезно осложняли судоходство по Северному морскому пути, а Северо-Западный проход в Канадском Арктическом архипелаге был практически непроходим. В наши дни льды сплоченностью более 7 баллов сохраняются лишь в приполюсном районе и на севере Канадского архипелага. А общая площадь ледяного покрова за последние 20 лет неуклонно сокращается. В целом за последние 10 лет площадь многолетних льдов Арктики стала меньше примерно на 40%. При этом средняя толщина морских льдов в октябре, по данным спутниковой лазерной альтиметрии, начиная с 2004 г. уменьшилась с 2 до 1,4 м, их площадь сократилась на 26%, а объем уменьшился на 50%.

Посмотрим теперь, что происходит с арктическими ледниками. В настоящее время ледники и ледниковые купола на высокоширотных арктических архипелагах занимают площадь почти 250 тыс. км², в том числе более 150 тыс. км² в Канадском Арктическом архипелаге, более 36 тыс. км² на Шпицбергене и более 55 тыс. км²на трех архипелагах, принадлежащих России. Однако основные массы льда находятся в Гренландии, где Гренландский ледниковый покров занимает площадь более 1,7 млн км², и, кроме того, отдельные ледники и ледниковые купола покрывают еще около 50 тыс. км². Так что в целом в Арктике находятся огромные массы льда на площади более 2 млн км².

В исследованиях Гренландии сейчас применяются совершенно новые высокотехнологические дистанционные методы: радарная альтиметрия со спутника ERS, спутниковая гравиметрия со спутника GRACE и дистанционная лазерная альтиметрия со спутника ICEsat. Однако здесь мы находимся в самом начале пути и получаем совершенно новые, еще недостаточно апробированные данные, которые, вероятно, далеки от реальных. Во всяком случае для десятилетнего периода наблюдений конца прошлого века полученные результаты дают даже разный знак изменений масс льда: от прироста в 75 км³/год до потери в 70 км³/год. Еще существеннее различие результатов, полученных с помощью спутниковой гравиметрии. Здесь мы видим разброс цифр в 3 раза: от —80 до —240 км³/год. Более достоверно можно говорить о неуклонном расширении в последние годы области таяния Гренландского ледникового покрова, которая за четверть века возросла на 54%.

Ледники Российской Арктики за последние 50 лет сократились как минимум на 725 км², в том числе на Земле Франца-Иосифа на 375 км², на Новой Земле — на 284 км² и на Северной Земле на 65 км². Это равно убыли всей площади оледенения на 1,3%. Эти потери льда в Арктике (без Гренландского ледникового покрова) на 70% связаны с поверхностной убылью массы (климатические потери), а на 30% — со стоком льда в морские бассейны (динамические потери).

Совсем иную картину мы видим в Антарктиде. Сравнение баланса массы Антарктического ледникового покрова в середине и в конце прошлого столетия показывает возрастающую активность: и приход, и расход массы льда здесь возросли. Но при этом общий итог остался положительным, т. е. на протяжении последних 50 лет масса льда в Антарктиде продолжает нарастать, что, очевидно, сдерживает рост уровня Мирового океана.

Современный климат в ряду последних четырех климатических циклов

Теперь уместно показать на базе наших исследований в Антарктиде, как современный климат соотносится с климатом последней геологической эпохи — позднего плейстоцена и голоцена. На станции «Восток», расположенной на высоте 3,5 км в центральной части Восточной Антарктиды, в 1970-х годах советская антарктическая экспедиция начала бурить ледниковую скважину, которая к концу 1990-х достигла глубины 3623 м. Изучение ледяного керна, взятого с разных глубин, позволяет исследовать соотношение изотопов кислорода и водорода во льду и по их соотношению судить об отклонении прошлой температуры от современной. А анализ газов, заключенных в древнем льду, позволяет узнать содержание парниковых газов (диоксида углерода и метана) в атмосфере прошлого.

Анализ ледяного керна, взятого из этой скважины, дал возможность детально изучить четыре климатических цикла, охватывающих 420 тыс. лет (рис. 5). В течение всего этого времени ход температуры и содержания парниковых газов происходил параллельно: в холодные эпохи количество углекислого газа и метана в атмосфере уменьшалось, а в теплые эпохи, наоборот, увеличивалось. Хорошо видны параллельный ход температуры воздуха и углекислого газа и подобный же ход уровня Мирового океана, свидетельствующий о соответствующем росте и деградации ледниковых покровов на Земле.


Рис. 5 Изменение температуры и содержания парниковых газов по данным ледяного керна из глубокой скважины на станции "Восток" за два (слева) и четыре (справа) климатических цикла (фото: журнал "Экология и жизнь")

Показанные на графике три предыдущих межледниковья, предшествовавших голоцену, были гораздо более теплыми по сравнению с ним, т. е. глобальная температура в современную эпоху все еще на 1,5—2 °С ниже, чем бывала в то время. А это значит, что, несмотря на возможное антропогенное воздействие, колебания температуры на Земле не выходят за рамки естественных изменений, характерных для последней геологической эпохи.

На графике также видно, что голоцен в целом не похож на предыдущие межледниковья — он более продолжителен и не такое теплый. Скорее голоцен напоминает более древнюю межледниковую эпоху, бывшую на Земле около 400 тыс. лет назад. Подобным же образом происходили изменения природных условий и на Восточно-Европейской равнине, хотя они изучены другими, палеогеографическими методами. Из этих данных следует, что изменения климата и окружающей среды носили глобальный характер.

Детальные исследования керна из глубоких скважин, пробуренных на ледниковых покровах Антарктиды и Гренландии, позволяют сделать важные заключения.

Во-первых, понимание и предсказание последствий роста концентрации парниковых газов в атмосфере (так называемое глобальное потепление вследствие парникового эффекта) требует понимания естественной изменчивости природных процессов, на которые накладывается антропогенное влияние.

Во-вторых, концентрация парниковых газов и глобальная температура в прошлом изменялись параллельно, как это следует из анализа ледяных кернов, но содержание газов резко возросло за последние 100 лет, тогда как изменения температуры не выходят за рамки ее естественных флуктуаций.

В-третьих, ряд данных свидетельствует о том, что климат в прошлом менялся гораздо сильнее, чем в период регулярных инструментальных наблюдений, т. е. за последние 150 лет. В климатах прошлого отмечены значительные колебания уровня озер, режима рек, экстремальные засухи и наводнения. Если события такого масштаба повторятся в будущем, они могут иметь настолько серьезные социально-экономические последствия, что к ним могут и не адаптироваться социальные и экономические системы.

В-четвертых, данные из глубокой ледниковой скважины на станции «Восток» свидетельствуют, что голоцен, продолжающийся уже около 11 тыс. лет, оказывается намного длиннее предыдущих четырех межледниковых периодов и, по многим признакам, в ближайшем геологическом будущем сменится новой ледниковой эпохой. Важно также отметить, что уровень климатического оптимума голоцена на 1,5 °С ниже максимальной температуры предыдущего межледниковья, когда никакого антропогенного влияния на Земле не было.

Таким образом, исследования последних лет показывают, что климатическая система — одна из сложнейших на Земле, требующая взаимосвязанного изучения глобальных изменений в океане, атмосфере, криосфере, почве, лесах и других природных системах. Невозможно вычленить из нее выбросы парниковых газов и сконцентрироваться только на квотах, упоминаемых в Киотском протоколе, как нельзя допускать чрезмерной политизации этой далекой еще от решения научной проблемы.

Все сказанное свидетельствует о том, что изменения глобального климата в ХХ веке происходили в основном под влиянием естественных причин, а изменение концентрации парниковых газов в атмосфере не показывает полного сходства с изменениями климата. Климатические изменения имеют полициклический характер и не служат свидетельством прямых связей с темпом выбросов парниковых газов в атмосферу.

Для современной эпохи, очевидно, характерно глобальное потепление, отражающееся на состоянии ледников и ведущее к их отступанию. Но процесс этот происходил на Земле неоднократно и затем сменялся более холодным временем, как случилось совсем недавно, в 60-е и 70-е годы прошлого века. И нет никаких оснований считать, что современное потепление будет продолжаться неограниченно долго и усугубляться. У нас нет серьезных научных оснований для подобного утверждения.

Перспективы изменений климата и человечество

Со времени проведения Конференции ООН по вопросам окружающей среды, состоявшейся в 1972 г. в Стокгольме, представления об изменениях, происходящих в окружающей среде, претерпели кардинальную эволюцию. От понятия о непосредственном ущербе, наносимом благосостоянию человека, был сделан шаг к пониманию природной среды как «естественного» капитала, от которого зависит удовлетворение человеком своих потребностей.

Однако пройденный почти за три десятилетия после Стокгольмской конференции путь показал, что основные тенденции быстрого ухудшения глобальных и региональных экологических условий не изменились, хотя за эти годы в природоохранные мероприятия были вложены сотни миллиардов долларов. Несмотря на заметные успехи развитых стран в области охраны природной среды, совершенствовании энерго-, ресурсосберегающих и природоохранных технологий, в глобальных масштабах продолжается деградация всех природных систем жизнеобеспечения. Стало очевидным, что вмешательство человека в естественные природные процессы зашло уже так далеко, что связанные с этим изменения окружающей среды могут оказаться необратимыми, а разрушительные последствия не могут быть преодолены лишь природоохранными мероприятиями.

За последние 20—30 лет отрицательные тенденции изменений окружающей среды и условий жизни человека не только не уменьшились, но, скорее, увеличились, и в перспективе можно ожидать их усиления или в лучшем случае сохранения. Изменяется газовый состав атмосферы (усиливается воздействие парниковых газов на климат), на тысячи километров от источников загрязнений переносятся кислотные осадки. Несмотря на провозглашенную ООН задачу обеспечить всех жителей Земли питьевой водой, около трети человечества, включая значительную часть населения Азии (и, увы, России), не имеет к ней доступа.

Важную роль в природных процессах играет углеродный цикл, в частности, эмиссия парниковых газов в атмосферу, обусловленная разностью между первичной их продукцией и поглощением. В настоящее время углеродный цикл наземных экосистем находится в приблизительном глобальном равновесии по отношению к поглощению и эмиссии углекислоты. Однако в XXI веке наземная атмосфера может заметно обогатиться углекислым газом. Этому способствует быстрый рост человечества, что приводит к стремительному расширению посевных площадей (как правило, за счет сведения лесов) в Азии и Африке и, как следствие, к избыточному выделению углекислоты. Существуют серьезные опасения, что сокращение площади лесов в этих регионах может превысить возможное увеличение их площади в Европе и Северной Америке. Кроме того, за последние 30 лет в северных широтах значительно потеплело, а поэтому здесь гораздо чаще случаются засухи и пожары, что ведет к увеличению выбросов углекислоты в атмосферу.

Все это требует понимания механизма планетарных изменений и выделения тех главных его составляющих, которые управляют глобальными законами, определяющими состояние окружающей среды и его изменения со временем. Сложные процессы в природе не могут быть сведены лишь к небольшому числу фундаментальных законов, они должны учитывать локальные модификации, а региональные особенности, в свою очередь, оказывают решающее влияние на перераспределение потоков тепла в рамках общего баланса, обусловленного меняющимся положением Земли относительно Солнца.

Литература

Атлас снежно-ледовых ресурсов мира. — М.: Российская академия наук, 1997.

Воейков А.И. Влияние снеговой поверхности на климат// Изв. Русск. геогр. об-ва. Геогр. известия. Т. 7. 1871.

Воейков А.И. Снежный покров, его влияние на почву, климат и погоду и способы исследования// Зап. Русск. геогр. об-ва по общей географии. Т. 18. № 2. 1889.

Шумский П.А., Кренке А.Н. Современное оледенение Земли и его изменения// Геофиз. бюлл. 1965. № 14. С. 128-158.

Kukla G. Snow cover and climate// Glaciol. Data (Snow Watch 1980). 1981. № 11. P. 27–29.

World Glacier Monitoring Service. World Glacier Inventory. IASH — UNEP — UNESCO. 1989.