Климатические перемены: вызовы и возможности для России

История вопроса

Долгое время человек был неспособен глобально менять окружающую среду, и она менялась сама: под воздействием солнечной радиации, из-за вулканической активности, смещения тектонических плит, орбитальных и геомагнитных колебаний. Иногда во внутренние процессы нашей планеты вмешивались инородные объекты. Так, падение астероида диаметром от семи до 14 км около 65 млн лет назад привело к резкому потеплению по всей Земле на 5 °C (такой температурный режим сохранялся около 100 тыс. лет). Тысячелетиями антропогенное воздействие в масштабах планеты было столь незначительным, что им можно было пренебречь. Все изменилось около 200 лет назад, когда началась промышленная революция — массовый переход от ручного труда к машинному. Трубы заводов устремились в небо, а люди — в города. На смену аграрному обществу пришло индустриальное, и научно-технический прогресс постепенно начал менять планету. К середине XIX века влияние человека на климат стало пусть едва, но уже ощутимо. 

Словосочетание global warming («глобальное потепление») первым  употребил американский климатолог Уоллес Брокер. Его работа «Изменение климата: Находимся ли мы на пороге резкого глобального потепления?» была опубликована 50 лет назад.   

В 1896 году шведский учёный Сванте Аррениус (был членом-корреспондентом Петербургской академии наук и почётным членом Академии наук СССР), один из основоположников физической химии и нобелевский лауреат, показал, что увеличение объёма углекислого газа в атмосфере в два раза приведёт к глобальному потеплению на 5–6 °C. Правда, о том, что к этому могут приложить руку люди, тогда никто не думал. Эта идея стала массовой относительно недавно, и всё благодаря советскому учёному Михаилу Будыко. В 1971 году на международном симпозиуме в Ленинграде отец-основатель физической климатологии сделал доклад, вызвавший у его коллег — ведущих специалистов из 20 стран — скепсис, граничащий с недовольством. Будыко представил результаты своих расчётов, которые говорили о неизбежности глобального потепления в связи с антропогенными факторами.

В 1960-х годах на антарктической станции «Восток» были получены первые ледяные керны, с помощью которых советские учёные доказали связь между содержанием углекислого газа в атмосфере и климатическими изменениями в прошлые эпохи Фото: © Кошевой Виктор/ТАСС

В последующих работах он убедительно доказал, что среднегодовая температура повышается из-за двух основных факторов: роста энергопроизводства и увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере. Будыко предсказал, что к 2020 году Земля в среднем потеплеет на 1 °C — так оно в итоге и произошло. Впрочем, результаты современного прогнозирования глобального потепления к концу текущего столетия разнятся. 

«Главная проблема прогнозирования климата заключается в том, что мелкомасштабные процессы, в особенности эволюция облачности и аэрозолей, а также их взаимодействие оказывают громадное влияние на чувствительность климатических моделей к внешним воздействиям, в том числе антропогенным. Поэтому модели с различными способами описания, например, микрофизики облаков дают разные прогнозы относительно величины глобального потепления к концу XIX века», — объясняет заместитель директора Института вычислительной математики им. Г. И. Марчука РАН Андрей Грицун.

Антропогенные выбросы медленно, но верно стали усиливать парниковый эффект, поглощая солнечную энергию и нагревая воздух. Вырабатываемые промышленностью и энергетикой двуокись углерода, метан, закись азота, фторсодержащие газы пропускают солнечное тепло, но мешают ему выйти обратно. Конечно, парниковый эффект носит и естественный характер, ведь главный парниковый газ — это водяной пар. За счёт испарения воды Мировой океан выделяет около 60 % всех выбросов. Другим их источником является вечная мерзлота, из которой при таянии выходит метан. 

СССР одним из первых начал систематические измерения уровней углекислого газа в атмосфере. На фото советские учёные используют для этого лазерный газоанализатор (Крым, 1987 г.) Фото: © Шогин Александр/Фотохроника ТАСС

Проблема антропогенных выбросов парниковых газов получила глобальный статус в конце XX века. Сначала благодаря Рамочной конвенции ООН об изменении климата 1992 года, потом — подписанному в 1997-м Киотскому протоколу, а затем и Парижскому соглашению 2015-го. Эти документы объединяют человечество в стремлении сократить эмиссию и затормозить опасные перемены. Сегодня тренд на декарбонизацию, то есть снижение выбросов СО₂, является повсеместным. Не везде такие инициативы работают, но Россия вносит в общее дело значительный вклад. 

Россия против парниковых газов

В 1990-х годах многие производства в нашей стране закрылись — и эмиссия парниковых газов логичным образом сократилась сразу на 40 % (по данным Института народнохозяйственного прогнозирования Российской академии наук). А резкое снижение объёмов заготовки древесины привело к тому, что леса стали поглощать значительно больше СО₂ — благодаря этому нетто-выбросы обвалились более чем на 75 %. В начале нового века отечественная экономика начала восстанавливаться, а первичные ресурсы стали использоваться эффективнее. В итоге при росте экономики на 60 % эмиссия парниковых газов стала больше только на 6 %. Площадь управляемых лесных земель увеличивалась, а вместе с этим и поглощение углекислого газа — с 2000 по 2010 год нетто-выбросы снизились более чем на 60 %. В десятых годах экономика России начала замедляться. Прирост ВВП был 20 %, эмиссия СО₂ и других газов — 2 %. В это десятилетие лесные пожары стали интенсивнее и масштабнее, что привело к снижению улавливания двуокиси углерода. Нетто-выбросы выросли примерно в четыре раза. 

Сегодня леса, болота, сельскохозяйственные территории, пастбища и другие земельные участки поглощают в России около 60 % выбросов. Главным парниковым газом остаётся углекислый — примерно 80 % от всего объёма эмиссии. На втором месте метан — 14 %. Закись азота и фторсодержащие газы — 3 % и 2 % соответственно. 

«Метан — более активный парниковый газ, чем СО₂, поскольку его молекулярная структура позволяет удерживать больше тепла в атмосфере (в расчёте на одну молекулу). Всё дело в способности СН₄ изгибаться и вибрировать различными способами, более эффективно поглощая инфракрасное излучение. Хотя метан имеет более короткий срок жизни в атмосфере (около 12 лет) по сравнению с углекислым газом (сотни лет), его большая эффективность в поглощении тепла делает его значительно более существенным фактором для глобального потепления в краткосрочной перспективе», — объясняет ведущий научный сотрудник Международного научного центра в области экологии и вопросов изменения климата Университета «Сириус» Екатерина Филимоненко.

Пузырьки метана в замёрзшем Байкале. В 2021 году концентрация этого газа в атмосфере достигла рекордного значения за всё время систематических измерений, но последние несколько лет показатель снижается Фото: © Tilpunov Mikhail / Shutterstock / FOTODOM

Главный генератор парниковых газов (около половины от всего объёма эмиссии) — топливно-энергетический комплекс, сжигающий газ, мазут, уголь и нефть. До середины предыдущего десятилетия здесь удавалось снижать выбросы благодаря модернизации оборудования электростанций, вводу новых мощностей АЭС и ГЭС, наращиванию степени полезной утилизации попутного нефтяного газа на нефтяных месторождениях и борьбе с неконтролируемыми утечками на трубопроводах. Но к началу 20-х годов эти процессы начали замедляться. Добыча же угля, напротив, растет (на 36 % за 2010–2022 годы), а вместе с ней и карбонизация этого сектора экономики. Промышленность РФ, в первую очередь металлургия и химпром, генерирует примерно пятую часть от всех выбросов. На третьем месте по негативному вкладу транспорт. Автодорожный несёт основную нагрузку на окружающую среду. Впрочем, с 2015 года эмиссия серьёзно сократилась из-за повышения топливной эффективности машин и удорожания владения личным автомобилем. В отечественном сельском хозяйстве примерно 10 лет назад объём выбросов начал расти в связи с реализацией государственной программы поддержки отрасли. Произошёл бурный рост производства, вместе с которым увеличивается поголовье скота и интенсивнее используются удобрения.

Мировой уровень углекислого газа имеет чёткий глобальный тренд на повышение. В 2024 году прирост концентрации СО₂ в атмосфере достиг рекордного показателя в 3,7 ppm. Это угрожает повышением температуры планеты на многие годы вперёд. Диоксид углерода накапливается в атмосфере быстрее, чем когда-либо за время существования человечества: за два десятилетия его объём увеличился более чем на 10 %. В прошлом году средняя температура воздуха на Земле впервые превысила доиндустриальный уровень на 1,5 °C. Таким образом, нижний порог, установленный Парижским соглашением для значительного снижения рисков происходящих изменений климата, уже неактуален: следующая цель — удержать глобальное потепление в пределах +2 °C до конца столетия. 

Минусы и плюсы

Очевидно, что изменение климата — это не только глобальное потепление само по себе. Повышение температуры приводит к более интенсивному испарению и накачке атмосферы избыточной энергией. Отсюда увеличение частоты и силы внетропических и тропических циклонов. Изменение их траекторий приводит к наводнениям в одних районах нашей планеты и к засухам в других. К примеру, на востоке США в последние годы наблюдается переизбыток влаги с наводнениями и ураганами, в то время как на западе буквально на глазах мельчают реки и водохранилища. 

Глобальные изменения окружающей среды могут спровоцировать массовую климатическую миграцию, когда люди будут переселяться в связи с нехваткой воды и плодородных земель Фото: © DennisF / Shutterstock / FOTODOM

Таяние арктических и антарктических ледников вкупе с термическим расширением Мирового океана (чем теплее вода, тем больший объём она занимает) повышают его уровень. В свою очередь, таяние многолетней мерзлоты, которая занимает большую часть территории России, приводит к тому, что в атмосферу в большом объёме попадает метан. 

«С конца 1990-х в России более чем в два раза выросло количество опасных погодных явлений. Затем этот рост сменился неким плато в последние десять лет. Если брать последние пять, то наблюдается снижение. Здесь важно то, что речь не просто про опасные метеорологические явления, но и про причинённый ими ущерб. Эта статистика зависит не только от физически наблюдаемой частоты этих явлений, но и от предрасположенности инфраструктуры и населения к таким явлениям. Чем больше инфраструктуры, чем она дороже, тем больше будет ущерб. Поэтому к таким данным надо относиться осторожно, понимая, что это не только сами явления», — отметил директор Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН Владимир Семенов.

В нашей стране скорость роста среднегодовой температуры уже около 50 лет почти втрое превышает среднюю по земному шару, говорится в Первом ежегодном национальном докладе о климатической повестке в России (подготовлен Институтом народнохозяйственного прогнозирования РАН). Отсюда растущая вероятность возникновения опасных природных явлений как в краткосрочном, так и в долгосрочном (накопленного характера) периоде. Причём спектр рисков широк — в силу разнообразия климатических поясов и природных условий. По разным оценкам, ежегодный ущерб от разгула стихии в РФ составляет десятки миллиардов рублей. Но не все сектора экономики проиграют от климатических изменений. Некоторые получат выгоды. Какие они будут и где, расскажем далее.

Изображение: © Валентина Межецкая / «Сириус(Журнал» / www.hse.ru

Продовольственный сектор

Растения буквально питаются углекислым газом, так что выбросы СО₂ создают для них благоприятную среду. К тому же с повышением температуры увеличивается интенсивность фотосинтеза и образования органических веществ. Вот почему сельское хозяйство получает очевидную выгоду от глобального потепления. Это подтверждают рекордные в России урожаи зерновых последних лет. Они заслуга не только азотных удобрений, свидетельствуют в Российской академии наук. Ещё один плюс для агросектора — расширение пахотных земель в северных регионах за счёт отступления многолетней мерзлоты. 

Минусы для сельского хозяйства из-за изменения климата — сокращение объёма осадков и засухи в южных регионах. Масштабные перемены приводят к деградации почв, и этот процесс происходит значительно быстрее, чем гумификация. К тому же смещаются начало и конец посевного сезона, что приводит к убыткам. Хотя к подобным сдвигам можно приспособиться, в том числе с помощью селекции и новых сортов. 

Один из плюсов глобального потепления для России — миграция рыбы в холодные воды её морей из более тёплых акваторий Фото: © Konstantin Baidin / Shutterstock / FOTODOM

«За последние 60 лет за счёт более производительных сортов, лучших технологий их выращивания, системы питания, системы защиты растений среднемировая урожайность пшеницы выросла в три раза. В России минувшим летом был установлен рекорд — 140 центнеров с одного гектара дал сорт озимой пшеницы Ермоловка. И несмотря на это, урожайность данной культуры в нашей стране лишь достигла среднемирового уровня — 33 ц/га. Нужно поднять её до 50 центнеров к 2030 году. Это огромный скачок, который необходимо сделать для обеспечения национальных интересов. Но чтобы поднять урожайность, требуется существенно увеличить нагрузку на землю. И вот тут нужно найти компромисс между интенсификацией и экологизацией», — говорит первый заместитель директора Почвенного института им. В. В. Докучаева Даниил Козлов. 

Другой подход к защите всходов и даже улучшению урожая — сеять яровые культуры раньше, а озимые позже. Ведь условия перезимовки на фоне глобального потепления становятся лучше. Правда, растут и риски града вместе с заморозками, способными уничтожить посевы.

Добыча нефти и газа

Около 60 % территории России покрыто многолетней мерзлотой, и её таяние — один из главных климатических рисков для нашей страны. Во-первых, это приводит высвобождению больших объёмов крайне вредного для окружающей среды метана. Во-вторых, меняется ландшафт, что негативно сказывается на нефтегазодобывающей инфраструктуре (в криолитозоне РФ сосредоточено около трети разведанных запасов углеводородного сырья и более 90 % потенциальных запасов). Под угрозой трубопроводы, под которыми проседает грунт (как и здания с дорогами). Предотвратить возможные аварии можно, увеличив длину свай.

Вообще, климатические риски могут возникнуть на любой стадии реализации нефтегазового проекта: от геологоразведочных работ и промышленной добычи до транспортировки сырья и продуктов переработки. Так, летом из-за жары может снизиться мощность компрессорных станций и сократиться объём добычи газа, а зимой экстремальные морозы (ниже –35 °С) способны осложнить работу нефтедобывающих предприятий и спровоцировать аварии. 

При всех минусах деградации многолетней мерзлоты этот процесс может дать и выгоду. Той же сфере нефте- и газодобычи. Таяние может привести к обнаружению новых месторождений полезных ископаемых. 

Самый большой в мире кратер вечной мерзлоты

В Верхоянском районе Якутии расположена гигантская термокарстовая впадина Батагайка. Она появилась в 1960-х годах из-за эрозии почвы и таяния подземного льда, вызванных деградацией многолетней мерзлоты. По одной из версий, свою роль также сыграла вырубка леса в этой местности. По последним данным, Батагайский кратер растет на 1 млн м³ в год.

Самый большой в мире кратер вечной мерзлоты Изображение: © Яндекс

Транспортировка грузов

Повышение температуры очевидно приведёт к удлинению периода судоходства по Северному морскому пути — кратчайшему маршруту между европейской и дальневосточной частями России. Это важная транспортная артерия, по которой ежегодно перевозят десятки миллионов тонн грузов. В 2024 был установлен новый рекорд — без малого 38 млн (в разы больше, чем в советское время), а к 2030-му этот показатель должен перевалить за 100 млн. Конечно, эти цифры несопоставимы с грузопотоком через Суэцкий канал. Но путь через русскую Арктику значительно быстрее и безопаснее. Это неизбежно отразится на формировании новых логистических цепочек, а увеличение времени судоходства станет дополнительным фактором.

«Северный морской путь должен стать ключевым участком Трансарктического транспортного коридора, который пройдёт от Санкт-Петербурга через Мурманск до Владивостока. Он призван соединить мировые промышленные, сельскохозяйственные, энергетические центры и потребительские рынки более коротким, безопасным, экономически выгодным маршрутом», — сказал Владимир Путин на пленарном заседании VI Международного арктического форума «Арктика — территория диалога».

Транспортные суда по этому маршруту проводят ледоколы, и у России их много — больше, чем у любой другой страны. Кроме того, у нас единственный атомный флот в мире. В нём восемь атомоходов (половина из них была спущена на воду за последние годы) и несколько специализированных судов для обслуживания реакторов, транспортировки ядерного топлива и сбора ядерных отходов.

Севморпуть называют ключевым звеном в обеспечении геополитических интересов нашей страны за Полярным кругом Фото: © Александр Рюмин/ТАСС

Лесное хозяйство

Больше половины территории России покрыто лесами, и она в числе мировых лидеров по этому показателю. В стране активно восстанавливают и увеличивают лесной фонд. РФ в этом деле третья в мире после Китая и США (по оценке Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН и Всемирного банка). В 2023 году был достигнут наивысший показатель за 27 лет — около 1,5 млн га, и к 2030 году он должен вырасти до 2 млн га (по данным Россельхозбанка). Это притом, что в целом по миру за последние два десятилетия площадь лесов сокращается. 

Как уже было сказано, повышение среднегодовой температуры и объёма выбросов углекислого газа способствует росту растений, а значит, будут шириться и леса. В России они ежегодно удаляют из атмосферы 0,6 Гт СО₂-экв (СО₂-эквивалент). Для понимания объёмов: ООН ставит задачу повысить аналогичный мировой показатель к середине века до 5–6 Гт СО₂-экв. Фактором риска в этой сфере выступают участившиеся пожары. За 12 лет площади, пройденные огнём, увеличились втрое. С этой проблемой борется не только государство, но и бизнес. 

«Наша компания осуществляет мониторинг лесов на территории более 500 тысяч гектаров в Красноярском крае. Занимаемся ранним выявлением пожаров, а также их авиационным тушением в случае необходимости. За счёт того, что мы рано обнаруживаем возгорание, площадь огня становится меньше. Либо пожар вообще не случается. Таким образом, сокращаются выбросы парниковых газов. В результате реализации проекта компания уже сгенерировала более 1 млн углеродных единиц. В целом по проекту компания планирует выпустить более 5 млн углеродных единиц», — объясняет руководитель направления углеродного регулирования компании «РУСАЛ» Елена Гордеева.

#глобальное потепление #парниковые газы #экономика

Что такое углеродные единицы и зачем ими торгуют

Читать

Причём бороться с лесными пожарами можно не только тушением, но и буквально вызывая дождь. Сегодня в Ханты-Мансийском автономном округе тестируется проект, который объединил орбитальные спутники и беспилотную авиацию. Получая из космоса данные дистанционного зондирования Земли и ориентируясь по ожидаемой погоде, дроны с помощью специальных реагентов могут воздействовать на облачность и провоцировать осадки. Так они должны предотвращать возгорание. 

«Мы создали устройство, которое объединяет дроны. Его можно установить почти на любой беспилотник. Благодаря такому устройству и спутникам связи мы можем работать в любом регионе мира, даже не поставляя туда дроны», — отмечает Максим Мартынов, директор компании «УКТ-СИСТЕМС», которая инициировала этот проект. 

Если климатические изменения приводят к повышению урожайности сельхозкультур, сокращению издержек на отопление и снижению смертности от холода, тогда возникает вопрос: зачем их тормозить? Во-первых, негативных последствий тоже немало. Во-вторых, плюсы от глобального потепления касаются в основном северных стран с многолетней мерзлотой — России и Канады в первую очередь. Посмотрев же на проблему в масштабах Земли, станет очевидно, что негативных последствий больше, особенно в отдалённой перспективе. Если не адаптироваться к происходящему, к 2050 году урожайность сельхозкультур в мире упадёт на треть. Согласно прогнозам, при повышении мировой температуры на 3,5 ºС нарушатся цепочки поставок продуктов питания по всей планете. В Глобальной комиссии по адаптации рассчитали, что при повышении мировой температуры на 1,5 ºС ежегодные потери от наводнений в прибрежных городах превысят 10 трлн долларов. По самым осторожным прогнозам, при повышении температуры на 1,5 ºС к 2030 году глобальные экономические потери из-за сокращения объёма рабочего времени по причине жары составят около 2,4 трлн долларов. Причём основной удар климатический кризис нанесёт по наиболее бедным странам.

Елена Гершелис, исполнительный директор Международного научного центра в области экологии и вопросов изменения климата Университета «Сириус»

По данным из Доклада об особенностях климата на территории Российской Федерации, подготовленного Росгидрометом в 2022 году (последний подобный доклад) Изображение: © Валентина Межецкая / «Сириус(Журнал»

Наш ответ

Ожидаемые негативные и возможные позитивные эффекты климатических изменений в России отражены в Климатической доктрине РФ. Это главный в стране документ, который формулирует государственную политику по данному вопросу. Ключевая идея — это баланс между двумя магистральными направлениями: снижением выбросов и адаптацией к происходящим и будущим переменам. Важно, что при разработке доктрины отечественные специалисты отошли от широко применяемого термина «углеродная нейтральность» к понятию «баланс выбросов и поглощений».

«Для достижения климатических целей можно не только сокращать выбросы СО₂, но и увеличивать его поглощение. Для климата нет никакой разницы, будет меньше выбрасываться или больше поглощаться. Это отражено и в Парижском соглашении, которое ставит цели именно по нетто-эмиссии парниковых газов. То есть для России с её колоссальными лесными ресурсами экономически целесообразнее достигать своих целей с акцентом на увеличение поглощения парниковых газов в естественных экосистемах», — говорит руководитель аппарата в Комитете по климатической политике и углеродному регулированию Российского союза промышленников и предпринимателей Татьяна Ларионова.

Важно, чтобы государственные решения, касающиеся климатических изменений, были научно обоснованы. В том числе для этого в нашей стране создают Российскую систему климатического мониторинга (РСКМ). Это многофункциональный инструмент прогнозирования, который должен вывести на новый уровень точность измерений выбросов и поглощения парниковых газов. На основе полученных данных разработают наиболее оптимальную экономическую модель декарбонизации с точки зрения затрат и снижения выбросов. Нынешняя цель страны в плане эмиссии — сократить её к 2035 году до 65–67 % относительно уровня 1990 года.

Жители Земли ежегодно отправляют в атмосферу около 9 Гт углекислого газа. И чтобы сократить его количество, начали строить специальные поглощающие установки Фото: © EPA

Российская система климатического мониторинга — это ВИП ГЗ, то есть важнейший инновационный проект государственного значения. Над ним работают более полусотни научных и экспертных организаций. Для решения ключевых задач создано шесть консорциумов научных институтов: «Земная система: моделирование и прогноз», «Океан: мониторинг и адаптация», «Суша: мониторинг и адаптация», «Углерод в экосистемах: мониторинг», «Экономика климата», «Антропогенные выбросы: кадастр». Работу над системой мониторинга курируют Минэкономразвития и Минприроды, а Международный научный центр в области экологии и вопросов изменения климата Университета «Сириус» подготовил аналитический доклад, в котором будут отражены ключевые практические результаты действий консорциумов по созданию РСКМ. Впереди реализация второго этапа ВИП ГЗ, но решение о его финансировании пока не принято, отмечает директор Института глобального климата и экологии имени Ю. А. Израэля Анна Романовская.

«Это прорывной научный проект, который не только демонстрирует научное лидерство России в климатической сфере, но и создаёт основу для усиления международных позиций страны на международной арене и разработки нового стандарта при решении глобальных вызовов. Однако, учитывая, что в рамках ВИП ГЗ создаётся система мониторинга климатически активных газов, а не выполняются отдельные научные исследования, реализация только части этой системы, выполненная научными организациями с 2022 по 2024 год, и отсутствие возможности завершить её создание полностью, приводят к напрасным тратам бюджетных средств на первом этапе и скорой потере созданной инфраструктуры, которую невозможно будет сохранить без выделения целевого финансирования», — говорит она. 

Очевидно, что глобальные климатические перемены не прекратятся, даже если чудесным образом остановить все антропогенные выбросы парниковых газов прямо сейчас. Слишком высока инерция многокомпонентных природных процессов. Но это не значит, что нужно опустить руки. Важно сокращать негативное влияние на окружающую среду — это так называемая митигация. На неё расходуют больше 90 % от всего финансирования в рамках борьбы с изменениями климата. Но не менее важно адаптироваться к происходящим изменениям. На это пока тратят значительно меньше — около 10 %. Хотя именно приспосабливаясь к новым условиям, можно извлечь ощутимую выгоду от положительных эффектов.