Файл: Курсовая работа (курсовой проект) по учебному курсу Проблемы устойчивого развития Вариант 13 (при наличии).docx

Механизм этого глобального океанского конвейера, как это ни покажется парадоксальным, одновременно и прост, и сложен. Главное в этой схеме следующее: уровень северной части Тихого океана почти на метр выше уровня Северной Атлантики. Это было доказано нормальным теодолитным ходом в 1920-1930-х гг. от известной точки с известной высотой. Поясним. Когда СССР стал развертывать системы Тихоокеанского флота на Дальнем Востоке, оказалось, что надо уточнить уровенные реперы Тихоокеанского побережья, то есть точки отсчета высот. Был отдан приказ: промерить теодолитным ходом от Кронштадтского футштока высоты до Тихого океана. Такой отнюдь не простой приказ был выполнен, причем с очень высокой точностью. Так была установлена весьма значительная разница высот вод - примерно 80 сантиметров [20].

Феномен разных высот двух океанов объясняется многими процессами, из которых не последнюю роль играют горизонтальные размеры океанов. Влага, испаряющаяся над Тихим океаном и переносимая циклонами, в значительной степени выпадает в виде осадков здесь же, над океаном. А влага, испаряемая над Атлантикой, в большей степени переносится на материк. Так формируются различные соотношения осадков и испарения над этими двумя океанами, что наряду со многими другими факторами и приводит к формированию поверхностного потока из Тихого океана в Атлантику.

Важно подчеркнуть, что инструментально зарегистрировать глобальный конвейер невозможно - слишком большой временной отрезок (сотни лет) и слишком маленькие скорости по сравнению со скоростями хорошо известных океанских циркуляционных систем, таких как Гольфстрим и Куросио. Поэтому изменения в межокеанском конвейере проявляются в усилении одних звеньев океанской циркуляции и в ослаблении других. Эти малые изменения и приводят к колебаниям в глобальной океанской циркуляции.

Причин этих колебаний много. Одна из главного изменения интенсивности взаимодействия океана и атмосферы в Северной Атлантике. Если океан отдает атмосфере больше тепла, то вода на поверхности охлаждается, становится тяжелее и как бы тонет. Этот процесс называется конвекцией, и это усиливает межокеанский конвейер. Однако морская вода - сложная многокомпонентная система. Стать тяжелее морская вода может не только в силу охлаждения, но и по причине осолонения. И наоборот, распреснение поверхностной воды делает ее более легкой, она не может «утонуть» и блокирует конвекцию, приводя к ослаблению межокеанского конвейера. Это, в частности, может происходить при интенсивном таянии ледников (в том числе ледников Гренландии) и попадании пресной воды в океан [26].

---

Так гипотетически выглядит так называемая термохалинная катастрофа, в крайне экстремальном виде показанная в известном фильме «Послезавтра». Если весь лед Гренландии растает, то термохалинная катастрофа более чем вероятна. Но если растает небольшая часть льда, то начинают действовать другие процессы. Испарение, например, в свою очередь, повышающее соленость. То есть это система с очень сложными обратными связями. Ученые затрудняются определить, какой из процессов станет главным [31].

Очень важно знать ответ на вопрос: насколько стабилен описанный конвейер и какое он имеет значение для климатических трендов? По мнению многих ученых, остановка конвейера может вызвать сильное похолодание в Европе, причем инициирует её продолжающееся потепление (что, конечно же, парадоксально). Механизм следующий. Потепление вызывает таяние ледников, прежде всего покрывающих Гренландию (это доказанный факт), талые воды поступают в океан, где могут вызвать сильное опреснение поверхностного слоя океана. Причем происходит это там, где пришедшие с юга воды опускаются, согласно схеме Брокера, вниз. Если плотность воды понизится до определенных пределов (как следствие опреснения), вода перестанет «тонуть» и приводить тем самым в движение весь конвейер.

Кроме того, есть предположение о том, что замедление Гольфстрима меняет климат Великобритании и нескольких других стран.

Насколько это серьезно? Лондонская газета «The Independent» сообщает, что Британия обеспокоена замедлением Гольфстрима, который способствует зимнему мягкому климату. Причиной беспокойства послужило новое исследование Потсдамского института физики океана и изменения климата.

Результаты исследования английских ученых доказывают, что циркуляция воды в океанах замедляется и что одним из последствий этого может быть замедление Гольфстрима. Он замедлился на 15-20% по сравнению с прошлым веком. Виновником этого замедления являются потоки пресной воды от таящих льдов Гренландии. Это в свою очередь может привести ко многим бедствиям. Одним из них, очень вероятно, станет сильный подъем уровня воды, который будет угрожать крупным прибрежным городам на восточном побережье США, таким, как Нью-Йорк и Бостон и особенно Новый Орлеан (еще не забыта трагедия 2005 г., вызванная ураганом «Катрина»).

Аналогичные события случались в прошлом. Более надежны предположения о двух событиях. Первое событие произошло 11 тыс. лет назад, когда в результате таяния мощных ледников на севере Северной Америки массы талой воды, переполнив существовавшее там очень крупное озеро Агассис (его длина - около 1500 км, ширина - свыше 1100 км и около 210 м в глубину.), устремились через район Великих озер и реку Св. Лаврентия на восток, вызвав сильнейшее опреснение Северной Атлантики. Конвейер Брокера остановился тогда на тысячу лет, вызвав сильнейшее похолодание в Европе [20].

---

Второе событие датируется концом XIV века, когда произошло окончательное осушение озера Агассис (сохранился лишь реликт - озеро Виннипег); пресная вода остановила (или существенно замедлила) «большой океанический конвейер».

О том, насколько сложна система «Океан - атмосфера» и какие трудности возникают при моделировании этой системы, свидетельствуют многие факты. Например, имеется принципиальная разница времен реакции океана на воздействие атмосферы и атмосферных процессов на океан и в этом состоит главная сложность изучения и моделирования отмеченной системы. Доказано, что океан в 3200 раз более инерционен, чем атмосфера: у воды в 800 раз большая плотность, чем у воздуха, и в четыре раза большая удельная теплоемкость.

В конце ХХ в. усиливается интерес ученых к проблемам водного баланса Земли. Анализируются мировые тренды и тренды по материкам. Большая группа ученых, работающих в этом направлении, в частности, на основании установленных с начала 80-х гг. ХХ в. трендов, констатировала современное снижение эвапотранспирации глобальной суши (т.е. суммарного испарения с поверхности почвы и растений), вызванное уменьшением запасов влаги. Автор считает, что наука пока не в состоянии в полной мере спрогнозировать последствия данного явления [21].

Под влиянием экологизации ведущими направлениями становятся проблемы преобразования водного баланса под влиянием хозяйственной деятельности человека, воздействия человека на региональные гидрологические циклы и др. Рассмотрим несколько показательных примеров.

Возможно значительное ухудшение экологической ситуации: падение уровня воды в Байкале - в связи с планами строительства в Монголии 25 больших и малых ГЭС на р. Сегенга. Формально Монголия имеет полное 56

право перегородить р. Сегенга и ее притоки, поскольку согласно единственному соглашению, между Россией и Монголией по этому поводу, подписанному в 2005 г., каждая страна сама решает, как использовать ресурсы реки. Монголии ГЭС действительно нужны - в стране, которая сейчас развивается как китайская сырьевая колония, отмечается острый дефицит электроэнергии. Кроме того, зимой 2013 г. Монголию очень подвела Россия. Как известно, север Монголии получает Гусиноозерская ГРЭС, расположенная в Бурятии. В 40-градусный мороз российские энергетики за неуплату отключили от тепла целый город с 20-тысячным населением и половину страны. В сложившейся ситуации монголы нашли союзника - Всемирный банк, который согласился профинансировать строительство ГЭС - 130 млн. долларов.

---

Кроме влияния на уровень Байкала, планируемые плотины ГЭС перекроют транспортацию наносов в Селенге, будет деградировать дельта Селенги, которая является важным биофильтром Байкала, произойдет нарушение миграционных путей рыб. Имеется еще одно немаловажное обстоятельство: на территории предполагаемого затопления находится 250­300 тысяч га леса. Заметим, что это единственный положительный опыт выращивания леса в Монголии (по сути - чрезвычайно сложный научный эксперимент), реализованный в советское время.

По мере усугубления проблем низкой водности Байкала экологи забили новую тревогу: ядовитая водоросль спирогира заполонила прибрежную зону озера. Летом 2011 г. были обнаружены массовые выбросы спирогиры на побережье озера в дельте р. Тыя. По мнению многих специалистов, именно в это время на Байкале начался экологический кризис. Но, самое главное: причина кризиса не ясна. Причем, это кризис крупномасштабный, он охватил все мелководье Байкала по всему периметру длиной 1800 километров. Коровы и лошади воду не пьют, люди не могут пить воду даже после кипячения. Купальщик поскальзывается, когда входит в воду. В журнале National Geographic образовавшаяся байкальская субстанция названа слизью, которая покрывает дно. Дайверы раньше видели предметы на расстоянии 20­30 м, теперь видимость иногда падает до 2 метров [31].

Еще лет 20 назад можно было надеяться, что Байкал справится с человеческими отходами сам. Однако в настоящее время ситуация кардинально изменилась. Канализации на большей части территории Листвянки нет, загрязненные стоки из жилых домов и гостиниц с подземными стоками попадают в Байкал. Известно также, что антропогенная нагрузка на байкальские берега кратно возрастает: начинается прокладка «байкальской тропы» длиной в 1800 км. Это потребует создания санитарно-гигиенических условий примерно для миллиона туристов.

Обобщая современные проблемы Байкала, отметим, что его экологическая ситуация продолжает быть сложной. Она включает в себя проблемы обращения с отходами, растущие потоки отдыхающих и неготовность туристической инфраструктуры, незаконные рубки леса, частые лесные и торфяные пожары, сокращение биоразнообразия, загрязнение вод промышленными и бытовыми химикатами и другие. Большинство из этих проблем связано с низким уровнем экологической культуры. Кроме того, экологи отмечают несовершенное законодательство, несвоевременное или отсутствие принятия мер реагирования [3].

---

Однако неверно считать, что экологические проблемы нерешаемые. Приведем один вселяющий оптимизм пример - проект «Сохраним Байкал». Уже несколько лет активисты проводят уборки берегов Байкала, ликвидируют незаконные свалки, продвигают идеи переработки отходов, ведут просветительскую работу среди населения, привлекая к участию всё больше неравнодушных людей. Во многом благодаря активистам, в самом популярном месте отдыха туристов, на острове Ольхон сегодня внедряется программа по раздельному сбору мусора. За годы проведено более 40 мероприятий и акций, собрано и вывезено более 700 тонн мусора, часть из которого отправлена на переработку. Проект инициирован в Москве, но в настоящее время он уже давно вышел за рамки одного города, региона и даже страны; в проекте участвуют волонтеры как из России, так и Канады, Бразилии, Германии, Франции, Эстонии [4].

Другая актуальная проблема: влияние хозяйственной деятельности человека на уровень Каспийского моря-озера; в частности, интересно проследить, как изменялась оценка этого влияния за последние десятилетия.

Известно, что в Каспийском море подвержено значительным колебаниям. По современным данным, в течение последних трех тысяч лет величина изменения уровня воды Каспийского моря достигала 15 метров. Особенно актуальными эти вопросы стали в период активного хозяйственного освоения Каспийского моря.

Ученые констатируют, что прогноз уровня воды в море на современном этапе его развития остается одной из нерешенных проблем. При этом общепризнанно, что для объяснения изменения уровня воды необходим комплексный подход, предполагающий анализ климатических, антропогенных и геологических факторов на современном этапе развития Каспийского моря. Из последних открытий отметим следующее. Отмечаемое в ХХ в. изменение уровня воды в каспийском море в значительной степени обусловлено соответствующими ритмами солнечной активности [13].

На протяжении ХХ в. можно выделить два этапа изменения уровня Каспийского моря: до 1977 г. отмечалось падение уровня (от 2 до 30 см в год), а с 1978 до 1995 гг. уровень повышался со средней интенсивностью 14 см в год. Эта тенденция сохранилась по настоящее время.

Антропогенный фактор возник в период т.н. «великих строек коммунизма» в связи с созданием и заполнением Куйбышевского, Волгоградского и других водохранилищ, развитием современной агротехники (орошение и т.д.), что привело к значительному увеличению испарения. Создавалось убеждение, что влияние хозяйственной деятельности человека на уровень моря стало решающим.

---