Глобальное потепление пока не остановить — 2

В заполнивших экраны телесериалах ныне модно сопровождать название порядковым номером сезона. В середине 2015 года, в преддверии утверждения Парижского соглашения по климату в «Ъ-Науке» вышла наша статья под названием «Глобальное потепление пока не остановить». Спустя девять лет, возвращаясь к обсуждению изменений климата и мер, направленных в последние годы на противодействие их негативным проявлениям, выяснилось, что тот заголовок статьи совершенно не утратил актуальности.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Двадцатый век ознаменовался грандиозным научно-техническим прорывом, затронувшим практически все стороны человеческого бытия. Эти достижения, составляющие предмет законной гордости, одновременно явились и необходимым условием выживания — ведь без них при стремительно растущей численности населения планеты (она, «стартовав» с 1,66 млрд человек в 1900 году, увеличилась до 2,52 млрд человек к 1950-му и до 6,07 млрд человек к 2000 году, а сегодня достигла 8,12 млрд человек) человечество неизбежно столкнулось бы с многочисленными острыми проблемами, в первую очередь продовольственной, здравоохранительной, коммуникационной. Однако, как известно, в нашем материальном мире все имеет свою цену. Средства к относительно комфортному существованию обеспечиваются внедрением новейших, не всегда экологически чистых и все более ресурсоемких технологий. Добыча и последующее использование полезных ископаемых — ресурсов — долгое время велись, по сути, бесконтрольно, с нанесением значительного ущерба окружающей среде. Ущерб этот, особенно в том, что касается атмосферы, сначала имевший местный масштаб и потому являвшийся заботой региональных хозяйств и властей (увы, далеко не первейшей), постепенно перерос — не мог не перерасти — в глобальный, попирая суверенные границы.

Спасение озона

Первый звоночек прозвучал полвека назад. В первой половине 1970-х появилось несколько статей, в которых указывались человеческие деяния, потенциально несшие угрозу озоновому слою Земли. Наиболее резонансной из них оказалась статья будущих нобелевских лауреатов Марио Молины и Шервуда Роуланда, посвященная последствиям массового использования (главным образом в качестве хладагентов, а также пенообразователей, распылителей, эффективных средств при пожаротушении и пр.) рукотворных хлорфторуглеродов — источников поступающей в атмосферу большой дополнительной массы озоноразрушающих соединений хлора (хлорфторуглероды, попав в атмосферу, разрушаются под действием солнечного света, при этом выделяются атомы хлора, а затем Cl и ClO участвуют в каталитическом цикле гибели молекул озона), а также брома. Подтверждением того, что эта угроза отнюдь не иллюзорна, стало открытие десятилетием позже весенней антарктической «озоновой дыры».

Напомню, что повышенное внимание к озону, одному из многих компонентов атмосферного воздуха, обусловлено его исключительной способностью поглощать жесткое солнечное ультрафиолетовое излучение (излучение на длинах волн 200–315 нм (1 нм = 1×^10-9 м), губительное для человека, а также для многих представителей земной фауны и флоры. Нависшая опасность истончения озонового слоя не была сиюминутной, поскольку вышеупомянутые хлорфторуглероды первого поколения (фреоны-11 и -12), до того как быть разрушенными, пребывали в атмосфере многие десятки лет. За это время они успевали вместе с воздушными массами переместиться во все, даже в самые удаленные уголки земного шара, а значит, создать в обозримом будущем дефицит озона не только над Антарктидой. Как участник тех событий, могу засвидетельствовать, что создавшаяся тогда тревожная и ранее предметно не изучавшаяся ситуация способствовала уникальному объединению усилий специалистов разных стран: оперативно были развернуты совместные международные программы мониторинга, расширены сети озонометрических станций, очень часто в разных форматах (от рабочих встреч до крупных симпозиумов) проводился обмен идеями, результатами исследований, данными наблюдений. Интернациональный «мозговой штурм» позволил достаточно быстро выявить причины и механизмы образования антарктической «озоновой дыры», попутно расширив наши общие знания об озоне и атмосферных газах, формирующих озоносферу Земли. Его логическим итогом стало принятие в 1987 году действующего и поныне Монреальского протокола, регламентирующего производство и применение веществ, разрушающих озоновый слой. Спустя десятилетия генеральный секретарь ООН Кофи Аннан скажет: «Возможно, единственным очень успешным международным соглашением можно считать Монреальский протокол». Основания для такого вывода были достаточно весомыми: с наступлением XXI века наметилась заметная тенденция к восстановлению озонового слоя.

Согласно модельным оценкам, ожидается, что среднеглобальный озоновый слой вернется к уровням «додырочного» 1980 года во второй половине 2040-х, а антарктический — примерно к 2061 году. Такая разница обусловлена уникальностью присущих Антарктиде климатических условий, вследствие чего она «ушла далеко вперед планеты всей» по масштабности весенних потерь озона. Для сравнения: на другом полюсе Земли, в Арктике, «озоновые дыры» (также весенние) случаются не ежегодно, а примерно раз в десять лет, и их параметры многократно скромнее антарктических.

Конечно, год на год не приходится, и в ближайшем будущем может повториться своеобразный рецидив (как это было, например, в Антарктиде весной 2020 года, когда «дыра» оказалась одной из самых обширных и глубоких), но в целом тренд к восстановлению озонового слоя просматривается все отчетливее. Косвенным подтверждением постепенной нормализации является и спад интереса к озоновой тематике обычных, неспециализированных СМИ, переключившихся на проблему изменений климата.

Надо сказать, что такое переключение совершенно закономерно. Россиянами, да и жителями средних и высоких широт северного полушария «нелады» с озоном в далекой Антарктиде воспринимаются довольно равнодушно, как «личные трудности пингвинов».

Иное дело — климат!

Его изменения в той или иной мере затрагивают каждого человека. Хотя эти изменения люди часто отождествляют с глобальным потеплением (повышением среднегодовой средней по земному шару температуры воздуха у поверхности по сравнению с ее значениями в доиндустриальную эпоху), оно является лишь одним из проявлений того, что происходит с климатом.

Налаженный в последние десятилетия мониторинг беспристрастно фиксирует не только рост температуры приземного воздуха и подъем воды в Мировом океане, но и сокращение площади льда в арктических морях, а также увеличение числа различных природных катаклизмов (между прочим, главным образом за счет изменений в гидрологическом цикле, порождающих наводнения и засухи, а также усиления ветровых нагрузок — штормов, ураганов, смерчей и пр.). Кроме того, все чаще возникают волны тепла — ситуации, когда аномально жаркая погода охватывает тот или иной регион на пять дней и более.

Беспрецедентно высокие темпы этих изменений делают климатическую проблему одной из самых актуальных в XXI веке. Главной их причиной подавляющее большинство специалистов считают антропогенный — хозяйственную деятельность человечества — фактор. Проблему изменения климата никак нельзя считать неожиданно и внезапно возникшей: еще полвека назад выдающийся российский климатолог М. И. Будыко предсказал повышение средней глобальной температуры на 1°C и исчезновение около 50% многолетних льдов в Арктике к 2019 году по сравнению с 1970 годом (еще один звоночек!, кстати говоря, прогноз этот практически в точности оправдался). Однако осознание надвигающейся угрозы пришло значительно позже: понадобилось больше двух десятилетий, прежде чем в 1997 году появился Киотский протокол, предписывающий сокращение выбросов в атмосферу парниковых газов (углекислого газа СО2, метана СН4, закиси азота N2O и др.) — главных виновников усиления парникового эффекта. Может показаться парадоксальным, но появление этого документа вовсе не означало его немедленное вступление в силу: чтобы это произошло, требовалась его ратификация странами, на которые суммарно приходилось 55% от всех глобальных выбросов. Вообще говоря, ратификации парламентами США, ЕС и Японии было бы достаточно, но последовал отказ американцев, после чего начало действия Киотского протокола оказалось отсроченным до 2005 года, когда его ратифицировала Россия. Задуманная 15-летняя продолжительность действия первого этапа протокола (1997–2012 годы) в реалиях оказалась таким образом вдвое короче. Другим парадоксом Киотского соглашения явилось то, что оно ни к чему не обязывало… Китай и Индию, экономика которых испытывала в это время бурный взлет, неразрывно связанный с ростом потребности в электроэнергии, добываемой в основном за счет ископаемого топлива. Как следствие, неучастие в Киотском протоколе двух крупнейших мировых эмитентов, США и Китая, привело к отказу от его пролонгации после 2012 года Японии, России и Канады, выразивших надежду на заключение нового, более эффективного протокола. Также выяснилось, что даже полное исполнение своих обязательств всеми странами, ратифицировавшими Киотский протокол, недостаточно для достижения заявленных в нем целей. По существу, Киотский протокол сошел на нет, поскольку верность ему сохранили страны, чья общая доля в глобальных выбросах парниковых газов составляла около 15%.

После нескольких лет безуспешных попыток наконец в декабре 2015 года в Париже удалось утвердить новое соглашение по климату. В нем подтверждалась ключевая роль роста содержания в атмосфере парниковых газов в наблюдаемом глобальном потеплении, ставилась цель в результате совместных усилий добиться, чтобы рост глобальной среднегодовой температуры приземного воздуха не превзошел 2°С, а еще лучше — 1,5°С относительно ее доиндустриального уровня, и в качестве средства достижения этой цели называлась замена использования ископаемого топлива зелеными технологиями (главным образом — гелио- и ветроэнергетикой). Однако на констатации этих общих положений единство мнений и закончилось — договориться об общем для всех механизме сокращения эмиссии парниковых газов в атмосферу и контроля за ним не удалось. В качестве компромисса было решено, что каждая страна, исходя из своих интересов и возможностей, вправе выбрать, как именно (какими темпами и в каких секторах экономики) она будет сокращать выбросы. (Более подробно о Парижском соглашении по климату см. Киселев А. А., Кароль И. Л. Поможет ли климату парижское «лекарство»? Природа, №1, 2017, с. 14–21.) Справедливости ради, надо сказать, что достижение всеобщего консенсуса было сложнейшей, практически неразрешимой задачей: хорошо известно, как временами бывает непросто согласовать взаимоприемлемое решение в трех- и даже двусторонних переговорах, а здесь число заинтересованных сторон лишь немного не дотягивало до двухсот.

Минуло восемь с половиной лет…

Конечно, делать окончательные выводы время еще не пришло, посему ограничимся промежуточными. Как изменялись концентрации у земной поверхности двух основных антропогенных парниковых газов СО2 и СН4, которые, по существующим представлениям, ответственны за приблизительно 60% и 20% глобального потепления.

Нетрудно убедиться, что содержание в атмосфере обоих газов продолжало, не снижая темпы, возрастать, создавая тем самым предпосылки для сохранения тенденций изменения климата. Безусловно, проводить здесь прямую параллель некорректно, поскольку климатическая система Земли обладает огромной инерцией и откликается на внешние возмущения (в том числе и на предпринимаемые человеком природоохранные акции) с заметным запаздыванием. Тем не менее отсутствие кардинальных изменений в «причине» (продолжающемся росте атмосферных концентраций парниковых газов) не дает оснований надеяться на благоприятные «следствия» (удержание роста температуры в обозначенных рамках) в ближайшие годы.

Очевидно, рост концентраций СО2 и СН4 обусловлен размером их текущей эмиссии в атмосферу. На рисунке показаны вклады в глобальные выбросы отдельных стран в 2022 году.

Китай, США, Индия, ЕС-27, Россия и Бразилия были шестью крупнейшими мировыми эмитентами парниковых газов в последние годы. В 2022 году вместе на них приходилось 50,1% мирового населения, 61,2% мирового валового внутреннего продукта, 63,4% мирового потребления ископаемого топлива. Сомнительная «пальма первенства» с 2008 года здесь принадлежит Китаю, «подвинувшему с пьедестала» США. «Внутри» ЕС-27 Германия остается крупнейшим источником выбросов (21,9%), за ней следуют Франция (12,0%), Польша (11,2%), Италия (11,0%) и Испания (9,2%).

Однако в контексте обсуждения эффективности принимаемых мер противодействия антропогенному глобальному потеплению не лишне обратиться к динамике ежегодных выбросов парниковых газов после принятия Парижского соглашения.

За семилетний период глобальная эмиссия парниковых газов возрастала в среднем примерно на 1% в год. При сопоставлении представленных в таблице процентов кажется очевидным, что это результат проводимой в эти годы экономической политики Китаем, Индией и Россией. Однако, поскольку доли этих стран в глобальные выбросы различаются в разы, основным «вкладчиком» в этот семилетний прирост является Китай — его «добавка» в выбросы в их абсолютном значении в четыре раза превосходит индийскую и в 7,7 раза российскую. Несколько иная картина складывается при рассмотрении отдельного, 2022 года: индийский прирост эмиссии по абсолютной величине оказался вдвое большим, чем у США, и в 3,6 раза превзошел китайский. Тем не менее даже «скромный» дополнительный объем выбросов в США полностью перекрыл их совокупное сокращение, имевшее место в ЕС-27, России и Бразилии, что в конечном итоге поспособствовало сохранению темпов глобального прироста порядка одного процента в год.

Как было сказано выше, разные страны используют различные подходы с целью способствовать декарбонизации. Например, в Китае взят курс на постепенное закрытие угольных шахт (выбросы СО2 и СН4 при добыче угля являются здесь основным источником выбросов, а объем добычи угля в Китае примерно равен объему совокупной добычи США, России и Австралии) и развитие ветроэнергетики (сегодня Китай — мировой лидер по выработке электроэнергии с помощью ветроустановок). В ЕС-27 реализуется комплексный подход, направленный на снижение эмиссии парниковых газов в различных секторах экономики: по итогам 2022 года снижения не удалось достигнуть лишь в транспорте и энергетике. В России, где традиционно около 80% выбросов парниковых газов приходится на энергетическую отрасль, в последние годы отмечено значительное, во многом связанное с политическими решениями, сокращение добычи природного газа (согласно опубликованному отчету, его добыча составляла 514,79 млрд кубометров в 2021-м, 412,58 млрд кубометров в 2022-м и 355,23 млрд кубометров в 2023 году, что не могло не повлечь указанное в таблице уменьшение эмиссии.

В недавно опубликованной статье авторы произвели анализ 1,5 тыс. направленных на сокращение выбросов мер политики в области климата, реализованных в период с 1998 по 2022 год в 41 стране на шести континентах. Они выявили 63 успешных политических вмешательства с общим сокращением выбросов от 600 до 1800 Мт CO2. Для сравнения: в 2022 году глобальная эмиссия СО2 и СН4 в атмосферу оценивалась примерно в 38 510 Мт СО2 и 11 285 Мт СН4, то есть вышеуказанное сокращение составляет 1,6–4,7% современной глобальной эмиссии CO2.

При общении с журналистами вопрос «Что будет с климатом в ближайшие годы?» входит в «обязательную программу». Ответ на него, суть которого в том, что наблюдаемые тренды сохранятся, далек от оптимистичного. Разумеется, это не повод сложить руки и сдаться на милость природы-«победителя»: то, что сотворено человеком, подлежит исправлению, пусть даже не столь быстрому, как нам хотелось бы.

Однако стремление последовательно снижать добычу и использование ископаемого топлива входит в явное противоречие с постоянно растущей потребностью человечества в увеличении объемов потребляемой энергии. Совершенно очевидно, что выработка необходимого количества энергии при глобальном отказе от ископаемого топлива в ближайшее время едва ли возможна. Его быстрое полное замещение альтернативными источниками — гелио- и ветроустановками — все же панацеей не является. И не только потому, что на наладку соответствующей инфраструктуры требуется немалое время. Такие установки нельзя эксплуатировать повсеместно (из-за отсутствия минимально необходимого числа солнечных или ветреных дней в году), существует критическая зависимость от каверз погоды (например, многодневный штиль в Северном море, где установлены ветряки, в сентябре 2021 года «обесточил» ряд стран Западной Европы) и т. д. Поэтому существует небезосновательное мнение, что возобновляемые источники энергии могут быть хорошим дополнением, но не основой энергоснабжения.

Оптимальным выходом из сегодняшней ситуации, на мой взгляд, является параллельно с постепенным сокращением эксплуатации ископаемых ресурсов активное развитие атомной энергетики. Это мнение, похоже, разделяет и российское руководство: в материалах СМИ, опубликованных в августе 2024 года, сообщалось, что до 2042 года в нашей стране будет построено 11 новых атомных электростанций. Опыт (в частности, российский) показывает, что АЭС, будучи экологически чистыми, способны бесперебойно вырабатывать и поставлять электроэнергию. Безусловно, при развитии атомной энергетики тоже необходимо учитывать ряд ограничений (а где их нет?), в том числе не располагать АЭС в сейсмоопасных районах, обеспечивать их усиленную охрану и квалифицированную и ответственную эксплуатацию, наладить утилизацию отработанного топлива. Пренебрежение этими ограничениями чревато очень тяжелыми последствиями — достаточно вспомнить катастрофы в Чернобыле и Фукусиме (кстати, последняя в дополнение ко всему нанесла атомной энергетике репутационный удар — под впечатлением от нее последовало закрытие немецких АЭС). Возведение АЭС, конечно, несравненно сложнее и дороже сооружения и установки солнечных батарей и ветряков, поэтому лишь немногие страны обладают для этого необходимым технологическим и финансовым потенциалом. В связи с этим можно вспомнить о еще одном пункте Парижского соглашения, согласно которому страны-доноры обязуются ежегодно выделять значительные финансы в пользу малых и развивающихся стран — почему бы хотя бы часть этих средств не пустить на создание парка АЭС?

Однако отвлечемся от благих пожеланий и вернемся к современным реалиям. Практика показала, что коллективного опыта, накопленного в ходе обсуждения, выработки и принятия сначала Монреальского протокола, а затем и Парижского соглашения оказалось недостаточно для серьезного прогресса в области международных климатоохранных договоренностей. Усилия, прилагаемые отдельными странами или группами стран, пока не позволяют оздоровить и кардинально переломить неблагоприятно складывающуюся ситуацию. Предупредительные звоночки ученых-теоретиков уже давно сменились тревожными звонками специалистов-практиков, регулярно подтверждающих данными наблюдений усугубление негативных трендов в изменениях климата. Остается надеяться, что последующие международные согласованные эффективные меры не позволят этим тревожным звонкам смениться в будущем авральным набатом.

Андрей Киселев, кандидат физико-математических наук, ведущий сотрудник Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова