Про свою роботу розповідає старший науковий співробітник лабораторії фізики клімату і навколишнього середовища Костянтин Грибанов.
Спільно з іноземними колегами ця лабораторія побудувала в Арктиці станції спостереження за змінами клімату на планеті. Тому тема нашого діалогу (з якого ми, як завжди, викинули всі питання, залишивши тільки найцікавіші відповіді) - глобальне потепління, про яке написано і розказано вже стільки, що не ясно, є воно взагалі чи ні. І чим взагалі воно нам загрожує. І чи загрожує.
Костянтин Грибанов. Кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник лабораторії фізики клімату і навколишнього середовища Інституту природничих наук і математики (ІЕНіМ) Уральського федерального університету
Наша загальна і головна мета - спрогнозувати зміну клімату на планеті. Ми ведемо дослідження в Арктиці, тому що найсерйозніші і неприємні зміни, які тягне за собою глобальне потепління, очікуються саме там. А для нашої країни це небезпечніше, ніж для всіх інших. Міста на кшталт Ханти-Мансійська, Салехарда і Норильська стоять на вічній мерзлоті, все будівлі там будують на 10-метрових палях. Між грунтом і фундаментом залишають вільний простір, щоб мерзлота не прогрівається і не танула. А на Ямалі мені розповідали про ще більш сучасної технології - там кожна паля сама по собі є холодильником і при потеплінні заморожує грунт навколо себе, щоб будівля не перекосило.
Я бачив будинки, покручені вічною мерзлотою. - в Ігарці є будівля, яка просто зигзагом зламано. І в зв'язку з потеплінням буде посилюватися танення вічної мерзлоти, а всі конструкції, які там стоять, виявляються під загрозою. Тому ідея наших досліджень полягає в тому, щоб спрогнозувати, коли чекати неприємностей і коли почати вживати заходів.
Так останні 32 роки зникали льодовики Гренландії.
Всі зі школи знають, що формула води - Н2О. але насправді крім основних ізотопів водню, який має одиницю атомної ваги, і основного кисню, що має атомний вага 16, існують і інші ізотопи тих же елементів: дейтерій, водень, у якого ядро вдвічі важче, тому що крім протона він містить нейтрон. Ми вимірюємо такі ізотопологі (т. Е. Ізотопічні модифікації молекули), як HDO, де один атом водню заміщений на дейтерій, який кілька важче, і Н2-18, де основний ізотоп кисню з вагою 16 заміщений ізотопом з вагою 18. Суть в тому , що ці молекули важче основного ізотопу і тому гірше випаровуються. І якщо все це враховувати, то можна створити більш детальну кліматичну модель, яка краще описує те, що відбувається на планеті.
По суті, ми намагаємося скласти якусь картину майбутнього. Є ціла міждержавна група експертів зі зміни клімату - МГЕЗК (або IPCC), в якій фахівці оцінюють ймовірні сценарії майбутнього поведінки людства для того, щоб отримати вступні для кліматичної моделі. Факторів - маса, наприклад, зростання числа автомобілів або лісові пожежі. За останні 10 років тільки за рахунок спалювання палива в атмосферу було викинуто 10 гігатонн вуглецю! Частково його поглинає океан - приблизно 2,6 гігатонн, ще близько 3 гігатонн забирають рослини. Залишається ще майже 4,5 гігатонн, які накопичуються в атмосфері. Якби був баланс того, що ми спалюємо і що природа в змозі переварити, у нас би все було добре. Але для цього обсяги викидів вуглецю потрібно скоротити приблизно в два рази. Тоді у нас хоча б було більше часу на те, щоб придумати, як зберегти планету і не вигоріти зовсім.
Якщо ми продовжимо вести себе так само, як зараз, то до великих неприємностей залишилося ще років 100. Але ніхто не хоче нічого міняти, тому що основний потік вуглекислого газу в атмосферу йде від того, що всім так подобається: від автомобілів. Кожна людина, відмовившись від поїздки на машині, вносить вклад у збільшення часу, який нам залишилося. Потужність всіх бігають по планеті автомобілів приблизно в 10 разів більше потужностей всіх електростанцій. І якщо ми захочемо разом пересадити всіх на електромобілі, доведеться подесятерити виробництво електроенергії, але не тепловими електростанціями, а вітряними, атомними, сонячними. Але і це не панацея - такі станції виділяють тепло, яке через низку механізмів також призводить до викидів парникових газів або скорочення їх стоку.
А ось так танула сніжна шапка гори Кіліманджаро.
Найстрашніший факт: вуглецю в земній корі досить, щоб створити таку ж атмосферу, як на Венері. А на Венері парниковий ефект розігнався до того, що на поверхні досягнута температура плавлення свинцю. Так що ми цілком собі тут можемо організувати Венеру. А це умови, несумісні з життям взагалі.
Гарне порівняння можна навести з каструлею, в якій кипить вода. Якщо відкриту каструлю з киплячою водою прикрити кришкою, то вона закипить інтенсивніше. А кришка - це і є ті самі парникові гази в атмосфері. Посилилося же кипіння можна порівняти з більшою хаотизации погоди: коли вона скаче від нестерпної спеки до сильних холодів (в цьому році на Уралі щось подібне ми з вами і спостерігаємо).
Я зараз закінчив невеликий проект з вивчення зміни клімату на Ямалі. Екватор - це саме гаряче місце на планеті, сонце туди світить під прямим кутом. Там відбувається випаровування з океанів, конвекція, всі ці маси теплого і вологого повітря піднімаються вгору і починають розбігатися від екватора до полюсів - Південного і Північного. Тепло з великою поверхні сходиться на меншу територію. І якщо, скажімо, середня температура на планеті зміниться на градус, то для Арктичних широт це буде кілька градусів. Мої спостереження показують, що за останні три десятиліття середня температура на Ямалі піднялася на 4-5 градусів для його північного краю.
Це небезпечно не тільки для будівель. Скажімо, лемінги можуть розмножуватися, тільки коли над ними досить снігу - їм так безпечніше, до них хижак не докопаються. І зараз, як розповідають мені біологи, лемінги там взагалі перестали розмножуватися - снігу мало. А живуть ці гризуни пару років, так що скоро їх взагалі може там не залишитися. Ця проблема, звичайно, не сильно турбує людей, які не займаються екосистемами Півночі, але вона дуже просто показує, наскільки все пов'язано.
Якщо бути чесним, то немає у нас поки ніякої інформації про те, що з нами буде в разі танення всіх льодовиків на планеті. Запасів льоду на планеті стільки, що якщо раптом він весь розтане, рівень Світового океану підніметься на 70 метрів. І зрозуміти, кого в цьому випадку затопить, легко: берете дані топографії і запитуєте інформацію по всім областям, які нижче 70 метрів. Але такий сценарій малоймовірний, тому що це дуже далекий прогноз і є інші варіанти розвитку. Наприклад, якщо Гольфстрім змінить свою течію, не дивлячись на глобальне потепління, в північних широтах Євразії, ймовірно, настане похолодання.
Припустимо, що ми нічого не зможемо зробити, не зможемо умовити людей не палити газ і дрова, відмовитися від автомобілів. Ну не слухаються люди вчених. Більш того, нафтовидобувні компанії регулярно наймають своїх вчених, які доведуть рівно протилежне. Тому з'являються різні геоінженерні проекти, що пропонують, наприклад, підняти вантажну авіацію, насипати в стратосферу сажі або будь-якого іншого аерозолю - він буде відображати сонячне випромінювання, повернеться баланс на планету, дивись, ми і вживаємо. Однак прорахувати всі наслідки такої технології дуже складно.
Є космічні проекти. взяти купу відбивачів, вивести їх в точку Лагранжа між Землею і Сонцем, де при відносно невеликій витраті палива можна утримувати апарат, і навішати там екранів, які частину випромінювання відіб'ють, на Землю потрапляти буде менше, і вона охолоне. А ми тут із задоволенням продовжимо поки палити нафту.
Я весь час наводжу приклад спускового гачка. Є один механізм, пов'язаний з розчиненням вуглекислого газу у воді, ця розчинність залежить від температури. Чим тепліше, тим гірше розчиняється газ в воді океану. Зайва порція вуглекислого газу, скільки б не була вона мала, трохи підігріває атмосферу. В результаті підігрівається і океан. Розчинність газу падає. Його надлишки знову потрапляють в атмосферу. У фізиці це називається «позитивний зворотний зв'язок». Грубо кажучи, люди вже натиснули на спусковий гачок, знаряддя вже вистрілила, і снаряд вже летить. Вже, може бути, немає ні стрілка, ні знаряддя, а боєприпас летить і ось-ось вибухне, скасувати цю обставину неможливо.
Текст: Еліна Тихонова, Дмитро Шликов. Фото: Костянтин Мельницкий, 66.ru. Ілюстрації: Google Earth
Джерело: 66.ru