Изменение климата ученые связывают с изменениями содержания в атмосфере «парниковых» газов. Известно,
как менялся химический состав атмосферы 160 тыс. лет. Эти сведения получены на основе анализа состава
пузырьков воздуха в ледниковых кернах, извлеченных с глубины до 2 км на станции «Восток» в Антарктиде и в
Гренландии. Найдено, что в теплые периоды концентрации СО2 и СН4 были примерно в 1,5 раза выше, чем в холодные
ледниковые. Эти результаты подтверждают высказанное в 1861 г. Дж. Тиндалем предположение о том, что историю
изменения климата Земли можно объяснить изменениями концентрации СО2 в атмосфере.
Из антропогенных источников поступления СО2 в атмосферу основной вклад дают предприятия энергетики,
работающие на ископаемом топливе, транспортные средства и собственно население. Например, воздушный лайнер
за 7 ч полета сжигает около 35 т О2, легковой автомобиль сжигает 1 т О2 , каждые 1,5 тыс. км пробега. Примерно
такое же количество СО2 выбрасывается в атмосферу.
В спокойном состоянии человек пропускает через легкие 10 – 11 тыс. дм3 воздуха в сутки, тогда как при физических
нагрузках и повышении температуры воздуха потребность в кислороде может возрасти в 3 – 6 раз. Соответственно
население планеты выделяет в год более 6 млрд. т СО2. С учетом домашних животных эта цифра по меньшей мере
удвоится. Тем самым чисто биологический вклад в увеличение содержания СО2 в атмосфере оказывается
соизмеримым с промышленным выбросом углекислого газа.
В результате лишь производственной деятельности в 1987 г. в атмосферу было выброшено 22 млрд. т СО2, из
которых на долю США приходится – 23 %, СССР – 19 %, Западной Европы – 13,5 %, Китая – 8,7 %.
Наряду с ростом потребления ископаемого топлива увеличение содержания СО2 в атмосфере может быть
связано с уменьшением массы наземной растительности. Особенно сказывается вырубка высокопродуктивных лесов
в странах Южной Америки и Африке. Скорость уничтожения лесов – легких планеты – растет, и к концу столетия
при нынешних темпах площадь лесов уменьшится на 20 – 25 %.
Предсказывают, что увеличение содержания СО2 в атмосфере на 60 % от современного уровня может вызвать
повышение температуры земной поверхности на 1,2 – 2,0 ºС. Существование же обратной связи между величиной
снежного покрова, альбедо и температурой поверхности должно привести к тому, что изменения температуры могут
быть еще большими и вызвать коренное изменение климата на планете с непредсказуемыми последствиями.
Если сегодняшний уровень потребления ископаемых топлив сохранится до 2050 г., то концентрация СО2 в
атмосфере возрастет вдвое. В отсутствии других факторов это приведет к повышению температуры поверхности
Земли на 3 ºС.
К сожалению, растет содержание в атмосфере не только СО2 но и других «парниковых» газов, в частности N2O,
SO2, NH3, O2, а также CH4, фреонов и других органических веществ. Если темпы роста концентрации «парниковых»
газов сохранятся на теперешнем уровне, то к 2020 г. загрязнение атмосферы будет соответствовать эквивалентному
удвоению содержания СО2.
Удвоение концентрации метана приведет к повышению температуры земной поверхности на 0,2 – 0,3 ºС.
Увеличение концентрации фреонов в тропосфере в 20 раз приведет к возрастанию температуры поверхности на
0,4 – 0,5 ºС. Увеличение температуры на 1 ºС произойдет при одновременном удвоении содержания СН4, NH3, и N2O.
В то же время климатологи считают значительным изменением средней температуры даже на 0,1 ºС, а увеличение
температуры на 3,5 ºС – критическим.
Глобальное потепление приведет к заметному перемещению в более высокие широты основных географических
зон Северного полушария. Зона тундры, в частности, будет постепенно исчезать при продвижении в более высокие
широты лесов. Несомненно, что потепление окажет существенное влияние на континентальные и морские льды.
Площадь ледников на территории РФ будет сокращаться и многие из них сравнительно быстро исчезнут. Заметно
сократится площадь зоны вечной мерзлоты. Ледяной покров Северного Ледовитого океана в следующем столетии
или будет полностью разрушен, или его заменит сравнительно тонкий лед, который будет возникать зимой и таять
летом.
Хотя перечисленные здесь черты ожидаемого изменения природных условий на территории нашей страны
сравнительно благоприятны для народного хозяйства, из-за быстрого изменения климата они могут привести к
существенным трудностям, в особенности если изменения не будут учтены при долгосрочном планировании
хозяйственной деятельности.
Парниковый эффект нарушит климат планеты, изменив такие критически важные переменные величины, как
осадки, ветер, слой облаков, океанические течения и размеры полярных ледниковых шапок. Хотя последствия для
отдельных стран далеко не ясны, ученые уверены в общих тенденциях. Внутренние районы континентов станут суше, а
побережья влажнее. Холодные сезоны станут короче, а теплые длиннее. Усиление испарения приведет к тому, что почва
станет суше на обширных площадях.
Одна из наиболее широко обсуждаемых и вызывающих страх последствий парникового эффекта – это
прогнозируемое повышение уровня моря в результате повышения температуры. Большинство ученых считают, что
этот подъем будет относительно постепенным, создавая проблемы в основном в странах с большой численностью
населения, живущего на уровне или ниже уровня моря, в таких, как Нидерланды и Бангладеш. Что касается
географических районов, то парниковый эффект может оказать наибольшее влияние в высоких широтах северного
полушария. Снег и лед отражают солнечный свет в космическое пространство, не позволяя температуре
повышаться. Но в связи с потеплением на всем земном шаре плавающий арктический лед начнет таять, в результате
чего для отражения останется меньше снега и льда.
7.1.2 Кислотные дожди
Кислотные дожди – следствие нарушения круговорота веществ между атмосферой, гидросферой и литосферой.
Кислотность измеряется показателем рН, который выражается десятичным логарифмом концентрации водородных
ионов. Облачная и дождевая вода в нормальных условиях должна иметь рН = 5,6 … 5,7. Это зависит от растворения в
ней атмосферного СО2 с образованием слабой угольной кислоты. Но вот уже десятки лет над Северной Америкой и
Европой выпадают дожди с содержанием в них кислот в десятки, сотни, тысячи раз большими. По содержанию
кислоты современные дожди соответствуют сухому вину, а часто и столовому уксусу.
Кислота в дождях вызвана растворением оксидов серы и азота и образованием соответствующих кислот.
Сернистый газ образуется и выбрасывается в атмосферу при сжигании угля, нефти, мазута, а так же при добычи
цветных металлов из сернистых руд. А оксиды азота образуются при соединении азота с кислородом воздуха при
высоких температурах, главным образом в двигателях внутреннего сгорания и котельных установках. Получение
энергии – основы цивилизации и прогресса, увы, сопровождается закислением окружающей среды. Дело осложняется
еще и тем, что трубы ТЭС стали расти в высоту. Их высота достигла 250 –300 и даже 400 м. Количество выбросов в
атмосферу не уменьшилось, но они теперь рассеиваются на огромных территориях, преодолевают большие
расстояния, переносятся через государственные границы. В странах Скандинавии только 20 – 25 % всех кислотных
дождей собственного происхождения, а остальное они получают от дальних и ближних соседей. Вследствие более частых
западных ветров через западные границы Россия получает в 8 – 10 раз больше соединений серы и азота, чем от нас
переносится в обратном направлении.