Нужно развеять миф о том, что Россия якобы избыточно много тратит энергии. 
Интервью  академика Роберта Нигматулина  Независимой Газете  22.12.2010 | НГ-наука

В уходящем году политические споры и научные дискуссии по поводу глобального потепления достигли, пожалуй, своеобразного апогея. Весьма остро стоят вопросы возможного развития ситуации и последствий того или иного сценария развития, вклад антропогенного фактора в этот процесс и роль научного сообщества в формировании реальной концепции по климату. Обсуждению этой проблематики было посвящено специальное заседание Президиума РАН, где выступал и директор Института океанологии имени П.П.Ширшова РАН, академик Роберт Нигматулин. Позже в ведущих научных журналах РАН были опубликованы его фундаментальная статья («Вестник РАН», № 8, 2010 ) и обширное интервью («Наука в России», № 4, 2010 ) по этой же проблематике. За несколько дней до начала мексиканского саммита корреспонденту «НГ-науки» удалось получить интервью у академика Роберта НИГМАТУЛИНА по многим острым вопросам этой актуальной тематики.  

- Роберт Искандерович, каковы научные рамки этих споров вокруг изменения климата, подхваченных политиками?

- Особенности современных изменений климата тревожат ученых отнюдь не меньше, чем политиков. Изменение климата, его потепление, антропологическое влияние на климатические процессы вследствие бурного роста промышленности и сельского хозяйства, вырубка лесов - самые обсуждаемые темы экологической науки. Вы спрашиваете, какова фактическая сторона вопроса? Я приведу конкретные научные данные.

В течение ХХ века имело место потепление на 0,75 градуса за 100 лет, которое усилилось с 1950 года и составило 0,5 градуса. Примерно таково же повышение средней температуры разных континентов и океанов, хотя ее рост значительнее над континентами, чем над Мировым океаном. В северных широтах в два раза больше, чем в тропиках. Происходит интенсивное таяние льдов Арктики и Гренландии.

С термодинамической точки зрения это потепление характеризуется очень малыми величинами, в истории нашей планеты были гораздо большие скачки. Но если в течение ХХI века оно продолжится и будет даже ускоряться, последствия могут оказаться существенными. Ведь изменение температуры тела человека всего на 0,5 градуса - с 36,7 до 37,2 - свидетельствует о болезни. Малое повышение температуры может повлиять на развитие болезнетворных вирусов, бактерий, на производство зеленой массы на суше и в океане. А зеленая масса, в частности, поглощает углекислый газ и возвращает кислород в атмосферу.

Наука накопила огромный материал об изменениях климата в течение миллионов лет, о всевозможных циклах этих изменений, о влиянии планет на эти процессы. Но я не могу подтвердить, что мы имеем сегодня современную теорию климата или стройную безупречную концепцию об изменениях климата. Более того, мы можем предвидеть, что будет с климатом через 100-200 лет, но не можем сказать точно, что ожидает в этой сфере последующее поколение землян хотя бы в середине текущего века. Это в известной степени напоминает социально-экономическую политику нашего правительства, которая выдвигает многочисленные программы развития на 15-20 лет, но не может сказать что-либо конкретное на ближайшие два-три года, то есть завтра или послезавтра.

- Вернемся к современным реалиям, в частности к циклам атмосферного и океанического углерода, на чем держится жизнь нашей планеты.

- Мировой океан вместе с континентальной сушей ежегодно выбрасывает в атмосферу порядка 100 миллиардов тонн углерода в виде углекислого газа, СО2. Почти такое же количество поглощает океан, то есть возвращается из атмосферы.

- Какова доля антропогенного фактора в этом красивом кругообороте?

- Человечество ежегодно сжигает свыше 10 миллиардов тонн условного топлива и выбрасывает в атмосферу порядка 20-30 миллиардов тонн диоксида углерода. Это может приводить к дисбалансу углекислого газа в системе «атмосфера - океан». Может ли этот дисбаланс стать важным параметром влияния на изменения климата? Спор, по существу, идет вокруг этих цифр.

Более важный вопрос. В океане содержится в 50 раз больше углекислого газа, чем на суше, это означает, что небольшие колебания в его «дыхании» могут драматически менять ситуацию. Как уже я отмечал, тепло- и массообмен океана и атмосферы изменчивы во времени и пространстве. В средних и субполярных широтах океан в основном «изымает» углекислый газ из атмосферы, в тропических - «возвращает». Отсюда возникает другая практическая проблема, которая не учитывается в глобальных исследованиях, а именно: изменение климата происходит в различных регионах по-разному - нередко в противоположных направлениях. Мы в этом убедились, когда на ученом совете Института океанологии РАН специально обсуждали этот вопрос с приглашением ведущих климатологов из Уральского региона и Киргизии.

Недавно я получил конфиденциальную информацию из Международной академии мусульманских государств, объединяющих ученых из 35 государств, где члены академии выражают крайнее недовольство состоянием изучения изменения климата в крупнейших регионах планеты. Ученые разрабатывают проект создания собственного регионального центра по изучению изменения климата, причем они намерены пригласить 200-250 ведущих климатологов.

- Стоит задуматься, ведь речь идет о регионе с населением порядка полутора миллиардов человек, в составе которого - нефтяные короли ОПЕК и арабского мира. Как реагирует Мировой океан на потепление климата?

- По данным исследований последних 50 лет, океанские воды монотонно прогреваются. Происходит очень незначительное повышение уровня Мирового океана - порядка 2-3 миллиметров в год, главным образом за счет таяния льдов и теплового расширения воды. Это тревожит прежде всего островные государства, находящиеся на уровне 1,5-2 метров над уровнем моря.

В этой связи хочу заметить, что по историческим масштабам совсем недавно - примерно 25 тысяч лет тому назад - уровень океана был на 120 метров ниже, чем сегодня. После этого в течение 15 тысяч лет он поднимался со скоростью 8-10 миллиметров в год - без какого-либо участия антропогенного фактора, только за счет природных сил. И для живущих тогда людей это не имело большого значения, поскольку они не строили крупных сооружений на побережьях. Нынешняя скорость подъема в целом небольшая, тем не менее в конце нынешнего века может создать серьезные проблемы для многих современных государств.

- В этом году резкой критике подверглась деятельность межправительственной организации ООН ICPP (кстати, Нобелевского лауреата истекшего года), занимающейся в последнее десятилетие математическим моделированием климатических процессов. Каково ваше отношение к деятельности этой организации?

- Математическое моделирование климатических процессов, о котором вы говорите, основано на трехмерных дифференциальных уравнениях Рейнольдса. Эти уравнения решаются для океана и атмосферы, имея в виду реальную топографию дна и суши. На межфазных границах (атмосфера-океан, атмосфера-суша) используются эмпирические формулы для теплообмена и трения между воздухом и жидкостью, между воздухом и твердой сушей. Решения ищутся на трехмерной конечно-разностной сетке в объеме океана и атмосферы с помощью численных кодов для суперкомпьютеров. Чем мельче размер ячеек, тем точнее и детальнее решение, но тем мощнее должен быть компьютер. Современные компьютеры позволяют осваивать десятки миллионов ячеек с размерами порядка 10-100 километров по всей поверхности Земли, а по вертикали - до одного километра.

Это была первоначальная задача, согласно расчету которой исследователи пришли к выводу о том, что потепление продолжится и что антропогенный фактор имеет существенное значение. Предварительные выводы: к 2030 году глобальная температура увеличится на один градус; к концу века в зависимости от эмиссии, углекислого газа - на 2-4 градуса. Причем максимальный рост температуры прогнозируется на суше и в высоких широтах. В частности, в Арктике к 2030 году - на 2 градуса, к концу века - на 7,5 градуса. Эти расчеты совпадают с нашими независимыми прогнозами об увеличении осадков в высоких широтах и их уменьшении в субтропиках.

Но без коренной модернизации математической модели этот путь не позволит получить абсолютно достоверные результаты по ряду причин, о которых я подробно рассказывал в упомянутой статье. В частности, нужны более мощные суперкомпьютеры (в перспективе, возможно, квантовые), способные осваивать миллиарды ячеек, на которых можно будет использовать более детальные сетки с ячейками размером 1-10 километров по горизонтали и 10-100 метров по вертикали, что должно повысить точность расчетов неоднократно.

К тому же расчет на 20-30 лет вперед требует несколько миллионов шагов и слишком много времени. Для преодоления этой проблемы (малые изменения средних величин при большом количестве периодических изменений) я предлагаю использовать метод усреднения Н.Н.Боголюбова с выделением медленных и быстрых переменных.

- Что делать в связи с угрозой изменения климата, если предположить, что антропогенный фактор является существенным?

- Анализ антропогенного воздействия пока недостаточно полон и занимает очень мало места по сравнению с природными факторами, чтобы принимать глобальные макроэкономические решения. Но такой анализ крайне актуален и необходим, поскольку увеличение сжигания топлива и эмиссия углекислого газа в ближайшие 20-30 лет будут продолжаться. Ведь население Земли растет быстрыми темпами и уже приближается к 7 миллиардам.

Что касается декларативных призывов сократить выбросы углекислого газа, то следует иметь в виду, что сегодня 90% антропогенной эмиссии СО2 обусловлено обеспечением энергией 25% населения «золотого миллиарда» Земли - жителей индустриальных стран. Это Северная Америка во главе с США, Европа (вместе с Россией), Китай, Япония, Южная Корея и еще около десятка стран. Для 75% жителей планеты главная проблема - преодоление бедности путем индустриализации, то есть за счет сжигания угля и углеводородов.

Что касается России, то нужно развеять существующий в мире миф, якобы она тратит избыточно много энергии. Никто не учитывает, что после деиндустриализации конца ХХ века в России потребление энергии сократилось в два раза. Мои собственные расчеты говорят о том, что потребление энергии на душу населения в США составляет почти 9 тонн (в нефтяном эквиваленте), в странах Европейского союза - около 4 тонн, а в России - всего 2 тонны! Отсюда неумолимый вывод: сокращение эмиссии углекислого газа и других вредных веществ в первую очередь должно осуществиться в богатых странах за счет самоограничения в потреблении и роста энергоэффективности.

- Каковы задачи науки в этой ситуации?

- Наука должна содействовать адаптации общества к меняющейся климатической ситуации, будь это потепление или похолодание. Необходимо разработать новые научные подходы к энергопотреблению. Нам нужно четко представлять то обстоятельство, что даже незначительные температурные варьирования повлияют на природный кругооборот материи, на биологические системы, в том числе на жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов, вызывающих пандемии.

Для нас, профессионалов, самое главное - накапливать знания о жизни нашей планеты, в частности о взаимодействии океана и атмосферы, - без этой основы любые дорогостоящие мероприятия обернутся провалом.

Опубликовано в Независимой Газете от 22.12.2010
Оригинал: http://www.ng.ru/science/2010-12-22/9_geopolitics.html