Страшнее ядерной войны: дождется ли человечество тепловой смерти
15 мая в мире объявлен Международным днем климата. В этот день весь научный мир будет рассуждать о том, какие проблемы несет глобальное изменение климата населяющим Землю растениям, животным, птицам, насекомым и, конечно же, человеку. Порассуждаем и мы о том, к какому климатическому будущему придет человечество к концу XXI века.
15 мая в мире объявлен Международным днем климата. В этот день весь научный мир будет рассуждать о том, какие проблемы несет глобальное изменение климата населяющим Землю растениям, животным, птицам, насекомым и, конечно же, человеку. Порассуждаем и мы о том, к какому климатическому будущему придет человечество к концу XXI века.
Анализ происходящих в мире катастрофических природных стихийных бедствий фиксирует их неуклонный рост, усилившийся с середины ХХ века. Причиной их активизации является глобальное потепление, которое по заключению климатологов является следствием роста содержания в атмосфере антропогенных парниковых газов. Человечество в процессе своей естественной эволюции наращивало использование ископаемого топлива, в результате выброшено в атмосферу около 1,4 трлн т парниковых газов в СО2-эквиваленте и разогнан процесс глобального потепления как минимум на 150 лет вперед. Каждый кВт∙ч произведенной человечеством энергии нагревает через парниковый эффект Землю на 25 кВт∙ч. Масштаб человеческой деятельности поистине космический.
В условиях глобального потепления важно уметь оценивать риски от природных катастрофических событий и планировать необходимые мероприятия по защите населения и инфраструктуры. В Библии сказано: «не ваше дело знать времена и сроки», однако во все времена футурологи пророчили человечеству светопреставление. Когда же очередного конца света не случалось, пророки находили тому объяснение и называли новую дату наступления «глада и мора». С 1960-х годов человечество живет в страхе перед ядерной катастрофой, а с 1990-х годов после принятия Рамочной конвенции ООН об изменении климата живет в ожидании возможной «тепловой смерти» цивилизации. Многие эксперты выдвигают проблему глобального потепления на первый план, объясняя это тем, что ядерной войны может и не случиться, а антропогенное глобальное потепление будет происходить неотвратимо и безостановочно.
С начала промышленной революции произошло отравление атмосферы не химическими или радиоактивными отходами, а простым диоксидом углерода, который даже не значится в списке загрязняющих веществ. В существовании процесса глобального потепления человечество окончательно убедилось в конце ХХ века и предусмотрительно разработало Конвенцию ООН, которая призывает не увеличивать выбросы парниковых газов до «опасных значений».
Между тем с 1900 года численность мирового населения росла по экспоненте и увеличилась в пять раз, а производство энергии в 10 раз. На Земле никогда не проживало 8 млрд человек, никогда не оставалось столь малой площади лесов, никогда не наблюдалось мощного закисления вод Мирового океана и не происходило резкого падения биоразнообразия. Человек потеснил и сузил весь животный мир.
Жизнедеятельность современной человеческой цивилизации по определению не может быть углеродно-нейтральной. Производство человеком любого необходимого продукта требует энергии, и последующая утилизация физически изношенного продукта также требует затрат энергии. В материальном мире нет таких законов, которые позволили бы «углеводородному человеку» существовать в условиях нулевых выбросов. К тому же человечество не готово отказаться от дальнейшего использования удобного ископаемого топлива и, вероятно, будет использовать углеводороды до полного их исчерпания.
Человечеством движет желание жить и продолжать свой род, поэтому оно хочет знать, какое климатическое будущее его ожидает в условиях нарастающей мощности парникового эффекта. Человечеству нужна «климатическая правда», чтобы адаптационными действиями успеть обеспечить условия по сохранению жизнеспособности цивилизации в будущем.
У развивающегося климатического кризиса есть зафиксированное начало, а вот назвать срок его завершения мировая наука пока не может. Человечество не располагает технологиями, которые способны остановить глобальное потепление. «Нагревательный потенциал» содержащихся в атмосфере парниковых газов далеко не исчерпан. Например, потенциал диоксида углерода использован на 84%. Расчеты показывают, что «углеводородному человечеству» следует готовиться к неизбежному повышению в будущем глобальной температуры приземного слоя атмосферы до максимально возможного значения 8,7оС. Снижение выбросов парниковых газов способно лишь отодвинуть срок наступления горячего климатического будущего и тем самым предоставить человечеству больше времени на осуществление необходимых адаптивных действий.
С точки зрения необходимых условий жизнеобеспечения наиболее реальным представляется умеренный сценарий снижения к концу текущего века выбросов диоксида углерода на 60% за счет снижения использования ископаемого топлива. В таком случае к 2100 году в атмосфере накопится масса антропогенных парниковых газов 2,5 трлн т в СО2-эквиваленте, которая сформирует в атмосфере парниковый эффект мощностью около 32 Вт/м2. При реализации умеренного сценария декарбонизации траектория изменения климата в текущем столетии фактически предопределена и рассчитывается с помощью существующего алгоритма. Назовем результаты оценочных расчетов некоторых последствий глобального потепления, которые будут наблюдаться в конце XXI века.
В 2100 году Земля под воздействием мощного парникового эффекта будет нагреваться с интенсивностью 1,6 Вт/м2, в связи с чем нагревающаяся планета из получаемой солнечной энергии 240 Вт/м2 будет возвращать в космос всего 238,4 Вт/м2.
К концу XXI века Земля накопит около 720∙1015 кВт∙ч парниковой тепловой энергии, а нагревающийся воздух растопит около 80 тыс. км3 материковых льдов, большая часть которых придется на освобождающуюся ото льдов Гренландию. Южная граница вечномерзлой тундры отступит к северу за счет оттаивания не менее 6 млн км2 ее площади, что потребует перепроектирования всей действующей там инфраструктуры.
Уровень Мирового океана за счет теплового расширения воды и таяния материковых льдов поднимется примерно до 800 мм, что потребует реконструкции портовой инфраструктуры, а также строительства защитных гидротехнических сооружений.
К 2100 году текущее значение средней глобальной температуры увеличится до 2,6оС, а значение средней температуры в Арктической зоне увеличится до 8оС. После 2070 года Северный Ледовитый океан к концу каждого арктического лета будет свободен ото льда, что обеспечит круглогодичную навигацию по Северному морскому пути.
За счет увеличивающегося испарения и круговорота воды среднее количество осадков над сушей относительно 1980 года увеличится примерно на 7%. Например, с середины ХХ века норма осадков в Санкт-Петербурге уже увеличилась с 600 мм до 700 мм. Подобные процессы потребуют усиления строительства противопаводковых сооружений.
Частота катастрофических метеорологических бедствий, каждое из которых причиняет ущерб не менее 500 млн долларов, увеличится с 280 ед. в 2020 году до 500 единиц в 2100 году, а частота катастрофических гидрологических стихийных бедствий увеличится с современной 320 ед./год до 630 ед. в 2100 году.
Негативным последствием глобального потепления является наблюдаемое увеличение частоты сейсмической активности планеты, проявляющееся в опережающем росте числа сильных землетрясений. Частота сильных геофизических событий увеличится с 65 в 2020-м до 95 в 2100-м, а частота климатических природных стихийных бедствий увеличится с современной 90 ед./год до 150 единиц в 2100 году.
Формируемый человеком парниковый эффект будет работать в XXI веке безостановочно в соответствии с законами молекулярной физики, повышая каждые 10 лет среднюю глобальную температуру приземного слоя атмосферы на 0,18оС. В условиях непрекращающихся выбросов парниковых газов процесс глобального потепления будет продолжаться до достижения максимально возможного значения глобальной температуры 8,7оС. Продолжительность достижения этой предельной температуры определяется как минимум четырьмя-пятью сотнями лет и зависит от сценария декарбонизации мировой экономики, который сумеет реализовать человечество. Такова «климатическая правда».
В прогнозируемой климатической ситуации первоочередными действиями человечества должны стать меры по адаптации жизненного пространства к учащающимся природным стихийным бедствиям. На Земле станет жарче, климатические изменения затронут все экосистемы нашей планеты, коснутся всех сфер жизни человечества. Однако не следует предсказывать гибель человечества от «тепловой смерти». Апокалипсиса не произойдет, потому что человечество «предупреждено, а значит вооружено». Задача Homo sapiens заключается в том, чтобы продумать и осуществить такие адаптивные действия, которые в условиях горячего климатического будущего обеспечат оставшееся менее многочисленное население Земли энергией, продовольствием и водой.