Основы геоэкологии

Основной документ, регулирующий сотрудничество в области изменения климата, – Конвенция ООН по изменению климата, принятая в июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро на Конференции ООН по окружающей среде и развитию. Конвенция следующим образом определяет понятие «изменение климата»: «Изменение климата, которое приписывается прямо или косвенно деятельности человека, изменяющей состав атмосферы Земли, в дополнение к естественным колебаниям климата, наблюдаемым за периоды времени сравнимой продолжительности». Основная задача Конвенции записана в ее Статье 2. Это «…стабилизация концентраций парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который предотвратил бы опасное антропогенное вмешательство в климатическую систему. Этот уровень должен быть достигнут в пределах времени, необходимого для естественной адаптации экосистем к изменениям климата, с тем чтобы не подвергнуть риску производство продовольствия и позволить продолжать экономическое развитие устойчивым образом».

В рамках Конвенции действуют механизмы переговоров и консультаций, конкретизирующих выполнение общей задачи. Механизмом всестороннего научного понимания проблемы изменения климата в целях разработки рекомендаций по стратегии является Межправительственный Комитет по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change), объединяющий по меньшей мере несколько сотен ведущих специалистов мира. Межправительственный Комитет вырабатывает рекомендации по стратегии, но решения все же остаются за правительствами.

Отчеты Межправительственного Комитета указывают на следующие главнейшие трудности проблемы изменения климата, стоящие перед правительствами:

– проблема содержит много неопределенностей, причем они неизбежны вследствие сложности проблемы;

– уровень затрат, или же невосполнимых потерь, может быть очень высок;

– период планирования чрезвычайно продолжителен;

– сдвиг во времени между эмиссиями парниковых газов и их последствиями весьма велик;

– региональные вариации последствий очень велики, но очень плохо предсказуемы;

– проблема может решаться только на глобальном уровне и только при условии общемирового сотрудничества, что не так просто;

– необходимо рассматривать стратегии по отношению ко многим парниковым газам и аэрозолям.

V.3. Деградация озонового слоя

Максимальная концентрация озона сосредоточена в тропосфере на высотах 15–30 км, где существует так называемый озоновый слой. При нормальном, приземном давлении весь атмосферный озон образовал бы слой всего 3 мм толщиной. Для сравнения отметим, что толщина озона атмосферы при этих условиях была бы равна 8,3 км.

Озоновый слой тоньше в экваториальных районах и толще в полярных. Он отличается значительной изменчивостью во времени и по территории (до 20 %) вследствие колебаний солнечной радиации и циркуляции атмосферы, что маскирует антропогенные воздейстия.

Даже при столь малой мощности озоновый слой в стратосфере играет очень важную роль, защищая живые организмы Земли от вредного и даже губительного воздействия ультрафиолетовой радиации Солнца (UV). Озон поглощает ее жесткую часть, UVC, с длинами волн 100–280 нм (нанометров, или 10^-9 м) и большую часть менее энергичной, но также опасной UVB радиации с длинами волн 280–315 нм. Менее активная часть спектра ультрафиолетовой радиации (более длинноволновая часть UVB и вся UVА с длинами волн 315–400 нм) озоном не абсорбируется и проникает в тропосферу (рис. 10).

С воздействием жесткой ультрафиолетовой радиации связаны неизлечимые формы рака кожи, болезни глаз, нарушения иммунной системы людей, неблагоприятные воздействия на жизнедеятельность планктона в океане, снижение урожая зерновых и другие экологические последствия.

Молекула озона (О₃₎ состоит из трех атомов кислорода. Озон в стратосфере образуется в результате фотохимической диссоциации молекулярного кислорода под воздействием солнечной радиации с длиной волны менее 240 nm (hl < 240 nm). Этот процесс образует два атома кислорода, снова соединяющихся в молекулу, и две молекулы озона из трех молекул кислорода:

O₂ + hλ → O + O

2 [O + O₂ + M → O₃ + M],

где M – любая молекула (обычно азота или кислорода), у

носящая из реакции избыток энергии.

Поскольку кислород в атмосфере представлен почти исключительно как О₂, ясно, что должны существовать процессы, реконвертирующие основную часть O₃ в О₂:

X + O₃ → XO + O₂

0₃ + hλ → O + O₂

O + XO → X + O₂

В итоге этой серии реакций две молекулы озона преобразуются в три молекулы кислорода. Здесь Х и ХО – это атомы или молекулы, катализирующие превращение озона в кислород. Голландский геохимик Пауль Крутцен в 1970 г. показал, что в естественных условиях наиболее важными катализаторами являются оксиды азота (NO и NO₂). В свою очередь, они образуются вследствие окисления нитрита кислорода (N₂O), происходящего на суше и в океанах главным образом вследствие естественных микробиологических процессов денитрификации или нитрификации. Тропические леса являются важным источником нитрита азота.