169065 (Проблемы сохранения природных ресурсов Земли)

Проблемы сохранения природных ресурсов Земли

Введение

При нынешнем уровне потребления природных ресурсов в мире к середине нынешнего века глобальным экосистемам планеты грозит гибель, предупреждает Всемирный фонд дикой природы (WWF).

В публикуемом этой организацией дважды в год отчете «Живая планета» говорится, что ресурсы Земли истощаются «с невиданной в истории человечества скоростью».

Как сообщает Русская служба BBC, по данным проведенных исследований, количество видов животных на Земле сократилось на 31% с 1970 по 2003 год.

Как говорят авторы отчета, эта потеря вызвана тем, что природные ресурсы потребляются человеком быстрее, чем планета способна их восстанавливать.

Кроме того, по мнению WWF, если весь мир будет жить так, как это делает Великобритания, то для обеспечения жизнедеятельности понадобятся целых три планеты.

Один из руководителей фонда, Пол Кинг, говорит, что мир залезает в «серьезные экологические долги».

«Пришло время сделать жизненно важный выбор, чтобы люди смогли наслаждаться жизнью на одной планете», – сказал он.

«Города, электростанции и дома, которые мы строим сегодня, либо приведут к тому, что общество очень надолго погрязнет в губительном для планеты цикле чрезмерного потребления, либо откроют путь нынешнему и следующим поколениям к экологически рациональному способу жизни на одной единственной планете», – добавил Пол Кинг.

Отчет, составленный специалистами WWF совместно с Зоологическим обществом Лондона природоохранной организацией Global Footprint Network, основан на данных двух индикаторов:

* «Индекс живой планеты» (Living Planet Index) – измерения состояния здоровья экосистем планеты

* «Экологический отпечаток» (Ecological Footprint) – измерения потребления природных ресурсов человеком

В «Индексе живой планеты» отслеживается информация о популяции 1313 видов позвоночных рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих во всем мире.

Сокращение популяции более чем на 30% показывает, что ресурсы планеты истощаются с невероятной скоростью.

В рамках «Экологического отпечатка» ученые измеряют количество биологически производительной почвы и воды, необходимых чтобы удовлетворять нужды человечества в пище, древесине и жилье, а также поглощать загрязнение, вызванное деятельностью человека.

Авторы отчета пришли к выводу, что «экологический отпечаток» превысил биологические возможности Земли на 25% в 2003 году. Это означает, что планета больше не способна восполнять потребляемые человеком ресурсы.

По словам Джонатана Ло из Зоологического общества Лондона, одного из авторов отчета, это явный признак продолжающегося сокращения биологического разнообразия во всем мире.

«Популяция видов в земных, морских и пресноводных экосистемах сократилась более чем на 30% с 1970 года, а в тропиках эти показатели намного выше, поскольку ресурсы слишком интенсивно потребляются человеком», – говорит он.

Авторы отчета WWF предполагают пять возможных вариантов развития событий – от продолжения жизнедеятельности без изменений до перехода к использованию восполняемых ресурсов.

В случае отсутствия каких-либо изменений в жизнедеятельности человека, к 2050 году человечеству будет необходимо в два раза больше ресурсов, чем

Земля будет способна произвести.

«При таком уровне экологического дефицита истощение природных ресурсов и крупномасштабный коллапс экосистем становятся все более вероятными», – предупреждают авторы отчета.

Чтобы перейти к обществу, живущему за счет возобновляемых ресурсов «решительные меры необходимы прямо сейчас» в таких областях как производство энергии, транспорт и жилье.

1. Глобальное изменение климата

Можно сколько угодно говорить про глобальное потепление, но данные для сравнения простираются лишь на 100–150 лет. Лишь объединив тысячу серий опосредованных измерений, удалось доказать, что за последние полторы-две тысячи лет так жарко не было.

Говоря о глобальном изменении климата, политики и обыватели, как правило, упускают из вида тот факт, что климат Земли никогда не был постоянным. В истории планеты были и ледниковые периоды, и времена, когда вместо полярных шапок зеленели тропические леса, а уровень мирового океана никогда не переставал изменяться.

И, хотя причины увеличения среднегодовой температуры Земли в последние десятилетия вроде бы всем очевидны – это резкое увеличение концентрации атмосферных парниковых газов в ходе промышленной деятельности человека, как раз «аномальность» этого потепления остаётся не очевидной для некоторых учёных из лагеря так называемых климатических скептиков.

Причина тому – ничтожно малый период систематических наблюдений за климатом Земли.

Сегодня за погодой наблюдают с помощью множества метеостанций, где каждый день фиксируются: температура воздуха в течение суток, сила и направление ветра, облачность, осадки и многие другие параметры. История таких систематических наблюдений не насчитывает и двухсот лет, потому сложно сказать, является ли резкое потепление климата последних лет беспрецедентным за сколько-нибудь продолжительный период времени.

Ученые из Пенсильванского университета показали, как,

используя опосредованные данные о климате, можно воссоздать картину ежегодного изменения характерного режима погод за последние полторы тысячи лет.

А с определенными допущениями – вплоть до начала новой эры.

Еще несколько лет назад люди не могли заглянуть в историю земного климата глубже, чем на тысячу лет, основываясь при этом в основном на довольно спорных данных, полученных при изучении системы годичных колец многовековых деревьев. Благодаря интенсивной работе палеоклиматологов и метеорологов сегодня такие данные пополнились куда более надежными и древними источниками.

Особенностью работы группы Майкла Манна из Пенсильванского университета является необычайно широкая база данных. Всего у ученых было 1209 серий климатических данных. Все 1209 позволяли восстановить те или иные параметры климата в прошлом вплоть до 1800 года н.э., 460 серий уходили вглубь времен ещё на 200 лет, 177 продолжались по 1400 год, 59 – до начала второго тысячелетия, 36 – до середины первого тысячелетия, и, наконец, 25 серий опосредованных климатических данных простирались до первого года.

Эти серии климатических прокси-данных (информации о климате, полученной изучением неких сторонних объектов) включают в себя и непосредственные документальные записи параметров климата, и данные, полученные при изучении параметров роста тысячелетних кораллов, морских отложений, спелеотермальные серии, данные из осадочных пород донных отложений озер, измерения изотопного состава и включений в кернах из ледниковых щитов. Отдельно учёные применили сомнительные, по мнению некоторых исследователей, методы определения температур на основании системы годичных колец деревьев.

Манну и его коллегам удалось учесть данные из всех уголков света – от тропических до приполярных районов океанов и континентов. При этом большая часть прокси-данных была, конечно, собрана в Северном полушарии.

Разумеется, подобная гигантская база данных подразумевает вовсе не тривиальный метод статистического анализа. Манн использовал для одного и того же объема информации две независимые методики подсчета, которые позволили получить взаимодополняющую картину динамики мирового климата. Работа американских исследователей вышла в свежем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые любят давать довольно простые и сочные названия тем или иным закономерностям или явлениям, особенно когда они обсуждаются не только в научных кругах. Потому график изменения среднегодовой температуры Земли, построенный для последних нескольких столетий получил за характерный вид название «хоккейная клюшка». Действительно, практически прямая линия среднегодовой температуры в последние пятьдесят лет упорно ползет вверх всё ускоряющимися темпами.

Противники разговоров о глобальном потеплении предпочитали считать, что рукоять этой клюки вовсе не горизонтально – по крайней мере, на том её участке, который вновь открылся научному сообществу благодаря работе Манна.

Согласно его работе, рукоять этой клюшки оставалась горизонтальной вплоть до 700 года новой эры, а если положиться на не совсем надежные данные, её можно продлить и до 300 года н.э.

По мнению ученого, этот график должен убедить самых упорных скептиков в том, что глобальное изменение климата действительно происходит.

Комментируя же небольшие изъяны рукояти «хоккейной клюшки» среднегодовой температуры планеты, Манн отметил, что земной климат всегда реагировал на изменения активности Солнца и на выброс парниковых газов вулканическими извержениями. Однако, если в потеплении последних лет виновато все же человечество, оно должно не только уметь различать последствия своей деятельности, но и понимать, почему вдруг тропические ураганы стали сильнее и как бороться с повышением уровня океана.

2. Международные разработки в решении проблемы изменения климата

Ученые объединили снимки со спутников НАСА с коммерческими изображениями. Это позволит по-новому взглянуть на изменения, которые происходят с нашей планетой, в региональном масштабе и узнать стало ли это результатом человеческой деятельности.

Сотрудники исследовательского центра НАСА и их коллеги из университета Калифорнии проанализировали снимки за последние несколько лет, которые делались при помощи спектрального радиометра умеренного разрешения (оригинальное название Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer – MODIS). Данный прибор установлен на борту спутника «Терра». Полученные снимки были сопоставлены с коммерческими изображениями высокого разрешения в целях выявления изменений, которые произошли с растительными областями. Ученым удалось определить изменения земной коры, которые в большинстве случаев вызваны лесными пожарами или обширной вырубкой лесов.

«Это первая программа в своем роде. НАСА начинает использовать весь потенциал своих спутников, которые ежедневно делают снимки Земли. Совмещение полученных данных с подробными цветными коммерческими изображениями дает ощутимый результат» сказал Крис Поттер, ведущий автор нового исследования.

Использование MODIS для определения изменений на обширных областях земной поверхности совместно с коммерческими изображениями дают уникальную возможность увидеть изменения цвета земной поверхности и растительного мира отдельных регионов.

Население Калифорнии, по словам ученых, выросло на 75 процентов в период с 1970 до 2005 года. Это в результате привело к быстрой и обширной урбанизации и потере части естественной растительной поверхности земли. Урбанизированные регионы превратились в основные орошаемые сельхозугодия, мелкие фермы и дикие земли.

С 2001 по 2005 годы MODIS делал снимки над поверхностью, площадь которой более 5000 квадратных километров. На них четко видны постоянно уменьшающиеся зеленые районы Калифорнии. Исследуемая территория на 46 процентов состоит из лесов, 29 процентов покрыто кустарниками, а 7 процентов занимает травянистый покров. Полученные со спутника данные говорят о том, что больше всего сократились леса и кустарники. Ученые избрали эти сокращающиеся области в качестве объекта дальнейших исследований.

Благодаря коммерческим изображениям в высоком разрешении, ученые в состоянии более детально исследовать уменьшающийся растительный покров Земли. Анализ фотографий позволил узнать о пожарах на дикой территории и обширных вырубках леса вблизи городов Амадор, Мендокино, Батти и Палмэс.

Исследователи НАСА продолжат совместный анализ спутниковых и коммерческих изображений в поисках большего объема подробностей относительно изменений поверхности Земли.

3. Последствия изменения климата

Показано, что в настоящее время протекают процессы глобального природного потепления с одновременным подъемом уровня Мирового океана, увлажнением почв и подъемом грунтовых вод, учащением землетрясений и других стихийных бедствий, что негативно сказываться на экологическом состоянии обширных территорий и на жизнедеятельности больших групп населения нашей планеты. Анализируются причины изменения климата Земли и их вклад в современное глобальное потепление. Перечисляется ряд технологий, которые могут помочь в решении проблем, связанных с изменением климата Земли.

Неблагоприятным фактором для жизни Человечества является глобальное изменение климата Земли под действием различных периодических факторов.

Известно, что температура на земной поверхности формируется, в основном, за счет трех факторов: тепла из недр Земли, излучения Солнца и техногенной деятельности Человечества. Поскольку тепла из недр Земли приходит в 5000 раз меньше, а тепла от человеческой деятельности в 6000 раз меньше, чем от Солнца, то очевидно, что главным фактором, формирующим климат Земли, является солнечная радиация. При этом для изменения климата не обязательно должна меняться энергетика Солнца – достаточно измениться расстоянию между ним и нашей планетой даже на единицы процентов, и круто изменится (учитывая обратно квадратическую зависимость солнечной радиации от расстояния) климат Земли и жизнь ее обитателей.

Наиболее сильное влияние на климат Земли оказывает форма её орбиты. Оказывается, она то вытягивается, то снова округляется. А её эксцентриситет меняется от 0,001 до 0,0668 с периодом около 105 тысяч лет. В настоящее время он составляет 0,0167 и продолжает уменьшаться, поэтому в январе Земля приближается к Солнцу на 147 млн. км, а в июле удаляется от него на 152 млн. км, что приводит к изменению уровня солнечной радиации в течение года на 6,5%. При уменьшении эксцентриситета земной орбиты в ближайшие 25 тысяч лет уровень солнечной радиации в июле будет возрастать, и средняя температура планеты будет достаточно высокой. В дальнейшем эксцентриситет орбиты начнет увеличиваться и через 83 тысячи лет достигнет величины 0,0668, а разность между максимальным и минимальным расстояниями Земли от Солнца станет равной 19,7 млн. км. При этом уровень солнечной радиации уменьшится на 26%, что приведет к существенному похолоданию климата.

Заметное влияние на климат оказывает угол наклона оси вращения Земли относительно плоскости орбиты (этот угол является основным виновником существования сезонного изменения температуры в течение года). Сейчас он равен около 23⁰26' (меряется от перпендикуляра к плоскости орбиты Земли), но с периодом в 41000 (по некоторым данным – 40700) лет меняется от 21⁰55' до 24⁰18', т.е. на 2⁰23'. Последний раз максимальное значение было в 4493 г. до н.э., а сейчас этот угол уменьшается. Соответственно, уменьшается и разница между зимней и летней температурой в одной и той же местности. При этом ввиду эллиптичности земной орбиты также несколько меняется и интегральная температура северного и южного полушарий.