Вышеуказанные обстоятельства существенно сужают временные рамки даже для разработки соответствующих адекватных мер, не говоря об их осуществлении. Однако разработка таких мер крайне затруднена из-за большой неопределенности современных прогнозов изменения климата и, соответственно, оценок возможного экономического ущерба. Для решения возникшей глобальной проблемы требуется координация усилий политических деятелей и специалистов из самых разных отраслей знаний: экономистов, математиков, физиков, медиков, социологов и др. Поэтому при поддержке Программы ООН по окружающей среде UNEP (United Nations Enviroment Programme) и Всемирной Метеорологической Организации WMO (World Meteorological Organization) в 1988 г. была создана авторитетная Межправительственная комиссия по изменениям климата IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change) . Основные цели этой комиссии таковы: - оценить доступную научную информацию по изменениям климата; - оценить социально-экономические последствия климатических изменений и их воздействий на окружающую среду; - сформулировать стратегию реагирования на эти изменения.
За истекшее десятилетие IPCC проделала большую работу по накоплению и анализу информации и подготовила серию отчетов, содержащих рекомендации, уже послужившие основой для принятия ряда важнейших международных соглашений ("Рамочная конвенция по изменениям климата", 1992 г., Рио-де-Жанейро; "Соглашения по ограничениям выбросов СО 2 ", 1997 г., Япония) .
В выпуске каждого отчета обычно участвовали один-два десятка ведущих авторов и около сотни соавторов из 10-15 стран (в этой работе также принимал участие один из авторов данной статьи) . Кроме того, каждый отчет рецензировался несколькими сотнями ведущих специалистов соответствующих областей знаний из нескольких десятков стран. Таким образом, уникальные исследования IPCC достаточно полно отражают коллективное мнение специалистов и только они служат основой разработки соответствующих межгосударственных соглашений по стабилизации климата.
К сожалению, эти исследования недостаточно хорошо известны в России.
В отечественной литературе экономические аспекты потепления климата практически не рассматривались, хотя, по мнению авторов, иметь некоторое представление о возможном воздействии климатических изменений на экономику полезно всем специалистам, так или иначе связанным с данной проблематикой. Поэтому одной из основных целей данной статьи является ознакомление общественности с современным состоянием проблем, связанных с потеплением климата, именно на основе материалов IPCC.
ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА Общеизвестно, что радиационные процессы играют центральную роль в атмосферном тепло-энергообмене и, следовательно, в формировании климата Земли, так как "глобальные долговременные динамические процессы регулируются реальными притоками тепла, среди которых одним из главных является лучистый". Мало того, климат крайне чувствителен даже, казалось бы, незначительным изменениям в механизме радиационных процессов. Так, по данным ряда исследований, уменьшение в прошлом солнечной энергии, приходящей на Землю, всего на ~1% (в силу ряда астрономических факторов) провоцировало ледниковые периоды. За происходящее же изменение климата ответственен, как уже отмечалось, "парниковый эффект". Парниковым эффектом называется повышение температуры поверхности Земли (или иных планет) вследствие относительно хорошей прозрачности атмосферы по отношению к солнечному излучению и ее непрозрачности по отношению к инфракрасному (ИК) излучению.
Интересно отметить, что механизм "парникового эффекта" был описан еще в 1860 г. известным английским физиком Тиндалом. В общих чертах он объясняется поглощением в атмосфере теплового ИК излучения, исходящего от земной поверхности (нагретой солнцем) с последующим его изотропным переизлучением в атмосфере, приводящем к возвращению части первоначального теплового излучения к поверхности. Эта добавка к солнечной энергии, падающей на земную поверхность, и вызывает ее дополнительный разогрев. (В среднем земная поверхность поглощает 168 Вт/м 2 солнечной энергии, а испускает 390 Вт/м 2 тепловой, причем 324 Вт/м 2 возвращается обратно из-за парникового эффекта.) Без парникового эффекта была бы вообще невозможна жизнь на Земле (по всяком случае в привычных формах) , так как средняя глобальная температура тогда равнялась бы всего -20°С вместо наблюдающихся +15°С.
Важно также отметить, что в прошлом действительно наблюдались сильные корреляции между климатом и концентрацией СО 2 в атмосфере. На протяжении нескольких последних тысячелетий эта концентрация была довольно стабильной и составляла примерно 280 ppmv (280 молекул СО 2 на 1 млн. молекул воздуха) . Однако с начала интенсивного развития промышленности (примерно с середины прошлого столетия) эта концентрация начала экспоненциально расти и в настоящее время уже составляет около 360 ppmv. Только с 1980 по 1990 г. концентрация СО 2 увеличилась на 17 ppmv (с 337 до 354 ppmv) ! Так же резко возрастают концентрации и других парниковых газов, в первую очередь метана (за то же десятилетие с 1.57 до 1.72 ppmv) .
При сохранении таких темпов роста уже приблизительно через 30 лет следует ожидать концентрацию парниковых газов в атмосфере, эквивалентную удвоению концентрации СОз (при этом концентрация собственно СО 2 будет равна примерно 450 ppmv) . В прошлом при такой концентрации парниковых газов (средний Плиоцен, 3-5 млн. лет назад) климат существенно отличался от настоящего: среднеглобальная температура была на 4-5°С выше, отсутствовало оледенение Антарктиды, уровень океана был выше на несколько метров и т.п. Установление такого климата за короткий промежуток времени в несколько десятилетий привело бы к глобальной климатической катастрофе. Поэтому неудивительно, что в течение ряда последних лет климатические проблемы активно обсуждаются как в научных кругах, так и на межправительственном уровне при активном содействии ООН.
В IPCC также рассматриваются некоторые прогнозы будущего роста концентрации углекислого газа в атмосфере, существенно зависящие от выбора стратегии развития промышленности, энергетики, транспорта и т.п. Согласно этим сценариям, к концу следующего столетия можно ожидать возрастание концентрации углекислого газа от ~450 ppmv до ~950 ppmv! Вышеуказанные прогнозы основаны на достаточно надежных в настоящее время теориях и моделях углеродного цикла и данных мониторинга СО 2 . Как уже отмечалось, ситуация обостряется вследствие возрастания антропогенного выброса и других парниковых газов - метана, фреонов и др.
Полезно также иметь в виду основные черты природного углеродного цикла (следить за углеродом удобнее, чем за его соединениями типа углекислого газа из-за химических превращений) . Вообще говоря, в атмосфере содержится примерно 750 гигатонн (Гт) углерода (здесь и далее величины даны для периода 1980-1989 гг.) , при этом обмен атмосферы с сушей (растительность, почва) составляет около 60 Гт/год и с океаном около 90 Гт/год, то есть довольно интенсивен. Казалось бы, ежегодная антропогенная эмиссия, составляющая всего около 7.1 ± 1.1 Гт/год (5.5 ± 0.5 Гт/год только из-за сжигания угля и нефти и производства цемента) , при таком интенсивном обмене могла бы быть легко поглощена, например океаном (где уже содержится около 40000 Гт углерода) . Однако - и это является установленным фактом - обмен атмосфера - суша и атмосфера - океан весьма инерционен и соответствующие скорости абсорбции СОз могут меняться лишь довольно медленно (за столетия) . Кроме того, в отличие от метана, озона и других газов, углекислый газ не вступает в химические атмосферные реакции, могущие эффективно выводить его из атмосферы. Иначе говоря, природная "фабрика" по утилизации атмосферного углекислого газа не может быстро наращивать свои мощности, что и приводит к накоплению углерода (СО 2 ) в атмосфере (в указанный период в атмосфере ежегодно оставалось около 3.2 Гт углерода) . Поэтому, как показывают модели углеродного цикла, накопившийся в атмосфере "лишний" СО 2 приведет к установлению концентрации углекислого газа на новом, более высоком уровне, причем снижающемся крайне медленно (в течение многих столетий) , даже при полном прекращении антропогенной эмиссии. Значит, возможно воздействовать на ситуацию только на стадии накопления СО 2 , а снижения его установившейся концентрации можно будет добиться только если срочно принять меры по ограничению выбросов в атмосферу.
Однако введение любых таких ограничений требует весьма существенных (а зачастую и весьма дорогостоящих) перестроек в экономике. Так, наиболее "безопасный" (но вообще говоря мало реальный) из сценариев, рассмотренных IPCC (1592 с) , в котором установившаяся концентрация равна 350 ppmv, предполагает, что дальнейшее удовлетворение растущих энергетических потребностей человечества будет происходить в основном за счет ядерной энергетики (в развитых странах) , а рост энергетических потребностей в развивающихся странах будет незначительным. Но такая перспектива не слишком реальна.
Возникает естественный вопрос: насколько опасны возможные изменения климата при том или ином сценарии развития глобальной экономики и каков безопасный уровень установившейся концентрации СО 2 ? Очевидно, только ответив на эти вопросы, можно обоснованно выбрать стратегию по предотвращению возможных негативных последствий изменения климата. К сожалению, определенность существующих климатических прогнозов оставляет желать лучшего. Так, имеющиеся оценки увеличения среднеглобальной температуры и повышения уровня океана при удвоении содержания СО 2 в атмосфере дают разброс в 1.5-4.5°С и 30-140 см, соответственно. Иначе говоря, по одним оценкам климат почти не изменится, а по другим - может произойти чуть ли не климатическая катастрофа.
В свою очередь неудовлетворительная надежность климатических прогнозов обусловлена сложностью описания процессов переноса солнечной и тепловой энергии в атмосфере и моделирования обратных связей в системе атмосфера-суша-океан. Так, поглощение солнечной и тепловой радиации в ИК области имеет очень сложную зависимость от энергии, так как определяется колебательно-вращательными ИК-спектрами поглощения молекул водяного пара, углекислого газа, озона и др. (при моделировании радиационных процессов требуется учесть несколько десятков мегабайт информации о нескольких сотнях тысяч спектральных линий газов) . Большие трудности представляет и моделирование переноса солнечной энергии в облачной атмосфере из-за весьма неоднородной структуры облаков. Недавно было установлено, что существующие радиационные блоки климатических моделей (программы, где вычисляются параметры атмосферного радиационного теплообмена) могут давать рассогласование в расчетах потоков атмосферной радиации в десятки процентов, тогда как изменения в потоках при удвоении СО 2 - всего порядка одного процента. В результате чисто научная проблема моделирования атмосферных радиационных процессов сдерживает решение важнейших практических проблем, имеющих общечеловеческую значимость.