"Карелия", №27 от 12 апреля 2012 г.
Человеческий фактор и климат
Реакция озер на изменение климата – это название темы научных изысканий карельских ученых, поддержанных грантом Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ). В рамках исследований сотрудники Института водных проблем Севера (ИВПС) Карельского научного центра РАН в содружестве с Санкт-Петербургским экономико-математическим институтом изучают влияние климата на озера Кольского полуострова, Карелии, Ленинградской и Архангельской областей. Исследованиями охвачены также озера Антарктиды, Байкал, Таймыр, Кинерет (в Израиле) и Великие американские озера. О ходе изысканий (позади два года работы из трех) поведал 27 марта на заседании Президиума Карельского научного центра РАН директор ИВПС член-корреспондент РАН Николай Филатов.
Потепление завершится... ледниковым периодом
Предметом научных исследований стало большое количество водных объектов, разбросанных по всему миру. Данные по озерам восточной Фенноскандии (Фенноскандией в ученом мире называется единая в физико-географическом отношении страна на севере Европы) сравниваются с теми, которые были получены в других климатических и ландшафтных условиях. Чтобы оценить общие закономерности, желательно исследовать и удаленные связи. Потому решили разобраться, как менялся климат в южном полушарии и как эти изменения повлияли на местные озера.
Глобальное потепление, отмечаемое в последние двадцать лет – факт непреложный, хотя сомнения в этом периодически возникают (когда, например, в том или ином регионе зима выдается особенно лютой). Но они развеиваются неопровержимыми данными. Так, с 19 века проводятся регулярные измерения уровня мирового океана. Хотя устойчивое повышение уровня отмечается на протяжении всей истории наблюдений (усредненный уровень с 1870 г. поднялся на 20 сантиметров), скорость подъема в связи с таянием ледников заметно возросла: если с 1961 по 1993 г. она составляла 1,8 мм/год, то с 1993 по 2010 г. – уже 3,2 мм/год. К слову, не все регионы мира подвержены глобальному потеплению в равной мере. В иных местностях потепление не отмечается, а кое-где ледники переходят в наступление.
В чем причина глобального потепления? Когда принимались решения по Киотскому протоколу, нацелившему мировое сообщество на уменьшение выбросов парниковых газов, то большинством голосов решили, что главным виновником разогрева планеты является человек. А фактор природный, естественный оказался как бы ни при чем. Но существовали и другие мнения. Геофизик академик Кирилл Кондратьев говорил, что правило большинства голосов в науке неприемлемо. Наука должна оперировать фактами. А фактами не доказано, что человечество своей деятельностью (в первую очередь промышленным выбросом в атмосферу парниковых газов) разогревает планету больше, чем причины естественные. Зато существуют доводы в пользу главенства природного фактора.
Анализируя данные наблюдений за погодой и водными объектами, ученые выявили серию повторяющихся циклов. Наиболее известна годичная сезонная цикличность. Выявлены также двухлетние, одиннадцатилетние, 23-летние, 30-летние и более долгопериодные циклы гидрометеорологических процессов. Одни из них увязывают с колебаниями оси вращения земли, другие – с орбитальными отклонениями, третьи – с солнечной активностью… Циклические процессы, накладываясь друг на друга, иногда вызывают повышение глобальной температуры, иногда – понижение. Естественные причины в изменении климата прежде всегда доминировали. Например, шесть тысяч лет назад на территории нынешней Карелии было значительно теплее, чем теперь. Люди к тому потеплению были совершенно непричастны.
Директор Института географии РАН академик Владимир Котляков выдвигает свою гипотезу. Он считает, что разговоры о потеплении однажды утихнут, поскольку в долгосрочной перспективе человечество вступило в период глобального похолодания, апофеозом которого явится ледниковый период, случающийся каждые сто тысяч лет. В последние годы в этот естественный процесс всеобщего похолодания вмешались встречные факторы – они и привели к некоторому повышению среднегодовых температур, которое сегодня наблюдаем. Какую-то роль тут, вероятно, сыграло и антропогенное (человеческое) влияние, но оно, по-видимому, не столь значимо, как толкуют иные сторонники теории глобального потепления.
Озера стали глубже. Но это временно
Карельские ученые располагают материалами инструментальных наблюдений уровней Онежского и Ладожского озер за полтора века. На графиках видно, что колебания уровней происходят относительно какой-то средней величины. При этом устойчивой тенденции к подъему или падению уровня не наблюдается. Так, в 2003-2004 годах уровень вод в Онежском и Ладожском озерах синхронно упал настолько, что оголились головные части водозаборных сооружений. Дошло до того, что во властных структурах забили тревогу. Ее могло не быть, если бы обратились за разъяснением феномена к ученым. Ориентируясь на цикличность процессов, те вполне могли предсказать, что в ближайшие годы озерный уровень станет повышаться. Чему в настоящее время мы и являемся свидетелями. Сегодня уровень вод главных карельских озер лишь немного не дотягивает до максимальных значений за весь период наблюдений.
Потепление климата сопровождается повышением температуры вод – карельские озера начинают покрываться льдом позднее, а вскрываться раньше. На Онежском озере фаза ледостава сократилась за сто лет на семь дней в году. Продолжительность биологического лета (этим термином обозначают период наивысшей активности озерных сообществ) на мелких озерах увеличилась за 60 лет на две недели, а в крупных и средних – на три. Что не могло не отразиться на озерной фауне. Так, в Водлозере 60 лет назад преобладали хладолюбивые сорта рыб – снеток, судак, ряпушка… Теперь там доминирует синец. Крупные озера к потеплению климата менее восприимчивы – математические модели предсказывают, что им практически нипочем повышение среднегодовой температуры даже на два градуса за тридцать лет.
Грант РФФИ не ориентировал карельских ученых исключительно на изучение озер Фенноскандии. И когда появилась возможность исследовать антарктические озера, они ею воспользовались. В Антарктике побывали гидролог-океанолог Алексей Толстиков и гидробиолог Андрей Шаров. Они исследовали 27 вскрывающихся в теплое время года озер в трех оазисах в районах российских антарктических станций. Изучались температурный и гидрологический режимы, поступление солнечной радиации, условия вскрытия ледяного покрова, биота (совокупность озерных живых организмов), взвеси, донные отложения (последние требуют особенно тщательного исследования, поскольку по ним можно проследить историю антарктических озер). Получены интересные результаты, которые в настоящее время обрабатываются. Так, оказалось, что ледяной покров озер Антарктиды создает своеобразный парниковый эффект. При вскрытии озер парниковые условия нарушаются, вода в озерах с перемешиванием охлаждается до больших глубин, и это негативным образом сказывается на обитателях вод.
Разобраться в прошлом, чтобы научиться предсказывать будущее
Для чего же проводятся масштабные изыскания, касающиеся влияния изменения климата на озера? Отвечая на этот вопрос, Николай Филатов приводит фразу: кто сумеет разобраться в прошлом – тот научится предсказывать будущее. Процессы, имевшие место в прошлом, особенно если речь идет о процессах циклических, природных, могут повториться и в будущем. Задача науки – предвидеть такие процессы.
И вовсе не случайно карельские ученые-озероведы работают в содружестве с сотрудниками Санкт-Петербургского экономико-математического института. На помощь математиков приходится рассчитывать не только в случаях, когда требуется дать прогноз развития ситуации, но и тогда, когда данные инструментальных наблюдений не полны, но без них трудно обойтись. Математические модели, выявляющие циклы, зависимости и определяющие тенденции, не раз выручали в подобных случаях.
К слову, математические модели показывают, что и к середине двадцать первого века воздействие климатических факторов на экосистему наших озер не будет слишком заметным. При этом антропогенным фактором и вовсе можно пренебречь.
Научная работа по проекту призвана способствовать пониманию того, что происходит с нашими озерами, чего нам следует ждать и чего опасаться в случае, если климат и дальше будет продолжать капризничать. Каково соотношение природных и антропогенных факторов воздействия на озера. Сохранение водных объектов – весьма актуальная задача и ныне, и присно, и во веки веков.
Сергей Хохлов