Изменение климата и реки: краткое введение

Что самое большое вы можете себе представить? Как насчет того, чтобы климат нашей планеты изменился настолько, что нам стало невозможно жить?

Что-то настолько грандиозное и радикальное почти выходит за рамки всего, что мы могли бы себе представить, и все же, если прогнозы, сделанные мировым научным сообществом, верны, климатическая катастрофа такого масштаба может быть вопросом «когда», а не «если». ". Даже в краткосрочной перспективе, при нашей собственной жизни, мы можем ожидать резких изменений погоды, повышения уровня моря и огромных нарушений во всем, от выживания видов до производства продуктов питания. Изменение климата принесет некоторые выгоды, но и много потерь. Как мы вскоре увидим, мы также можем ожидать значительных изменений в реках Великобритании, и эта короткая статья предназначена для того, чтобы дать краткий обзор того, что нам известно на данный момент.

Что такое изменение климата?

Во-первых, давайте узнаем немного больше об изменении климата: что это такое, почему это происходит и что это может означать.

Изменение климата часто называют глобальным потеплением: основная идея заключается в том, что Земля в целом постепенно нагревается, вызывая изменения климата (долгосрочные погодные условия) во всем мире. В некоторых местах станет жарче, в некоторых – прохладнее, в некоторых – суше, в некоторых – влажнее – вот почему многие ученые предпочитают термин «глобальное потепление» термином «изменение климата», который предполагает, хотя и ошибочно, что везде становится жарче на одинаковую величину. , таким же образом.

Изменение климата, скорее всего, вызвано деятельностью человека, в основном сжиганием ископаемого топлива (такого как нефть, уголь и природный газ) для высвобождения энергии во всем, от электростанций и систем отопления домов до автомобильных двигателей и мусоросжигательных заводов [1]. При сжигании топлива выделяется углекислый газ, который накапливается в атмосфере и действует как своего рода тепловое одеяло, улавливая часть солнечной радиации и заставляя планету нагреваться, как в теплице. Другие «парниковые газы» (в том числе метан, озон и водяной пар) также способствуют глобальному потеплению, хотя наибольшее беспокойство вызывает углекислый газ. После промышленной революции середины 19 века концентрация углекислого газа в атмосфере выросла примерно с 280 частей на миллион до более чем 380 частей на миллион сегодня; годовые выбросы углекислого газа выросли примерно на 80 процентов всего за три десятилетия с 1974 по 2004 год [1]. Если эти тенденции сохранятся, мы можем вскоре ожидать удвоения концентрации углекислого газа по сравнению с уровнем, на котором она была до промышленной революции. Хотя существуют разные мнения о том, что это будет означать, большинство ученых-климатологов считают, что к 2100 году Земля прогреется на несколько градусов (наиболее вероятной величиной считается три градуса).Если концентрация углекислого газа увеличится еще больше, потепление будет соответственно больше — по некоторым оценкам, до 6,4 градуса [1].

Почему это важно? Несколько градусов потепления не кажутся чем-то плохим, особенно если вы живете в (иногда) холодной стране, такой как север США, Канада или Великобритания. Но давайте посмотрим на вещи в перспективе. Когда последний великий ледниковый период закончился около 15 000 лет назад, Земля нагрелась примерно на пять градусов за период в несколько тысяч лет. Теперь мы потенциально говорим о сравнимом потеплении, происходящем в течение столетия — возможно, в 10–50 раз быстрее [2].

Кто сказал, что климат меняется?

Хотя вы, возможно, читали о климатических скептиках и очень публичных, часто очень ожесточенных дебатах по поводу изменения климата, важно помнить, кто что говорит и почему. Идея о том, что изменение климата реально, происходит сейчас, скорее всего, вызвано деятельностью человека и приведет к беспрецедентным изменениям в мире, в котором мы живем, поддерживается подавляющим большинством ученых-климатологов мира (и других ученых), в частности Межправительственной группой экспертов по Изменение климата (МГЭИК, которая составляет регулярные официальные научные отчеты об изменении климата для правительств мира), Всемирной метеорологической организации (ВМО), Американского геофизического союза (АГС), Лондонского королевского общества и многих других ключевых мировых научные учреждения. Ученые работают на науку (процесс поиска и интерпретации данных для понимания нашего мира), которая помогает нам разрабатывать технологии для улучшения нашей жизни.

Климатические скептики, с другой стороны, обычно являются любителями и самоуверенными журналистами с небольшой научной подготовкой или без нее; учитывая, как их мало, их взгляды привлекают непропорционально большое внимание средств массовой информации.В то время как некоторые скептики являются искренними, благонамеренными критиками, чьи аргументы, несомненно, обострили научные дебаты, известно, что некоторые из них финансировались корыстными интересами, такими как нефтяные, угольные и автомобильные компании, которые опасаются экономических последствий государственной политики, стремящейся уменьшить выбросы углекислого газа [18].

Каковы вероятные последствия изменения климата?

Никто точно не знает, каким будет климат Земли через 10, 50, 100 или 500 лет. Что мы действительно знаем, так это то, что мы уже видим, и то, что ученые-климатологи предсказывают с помощью компьютерных моделей [3]. Вообще говоря, на прогретой Земле будет значительно меньше ледяного покрова на полюсах и больше воды в море (как из-за таяния льда, так и из-за того, что теплая вода занимает больше места). Ожидается, что погода станет более неустойчивой и экстремальной, с учащением засух, наводнений и лесных пожаров, хотя неясно, увеличится ли число ураганов [4].

А растения и животные? Миллионы видов, которые процветают на Земле, приспособлены к жизни в определенных экосистемах (например, на коралловых рифах, в тропических лесах, горах или пустынях) и не могут эволюционировать (или, в случае планет, двигаться) достаточно быстро, чтобы справляться с такими относительно быстро изменениями [2]. В результате ожидается, что изменение климата приведет к массовому вымиранию видов в ближайшие десятилетия. Легко отмахнуться от таких вещей, если вы городской биржевой торговец, который никогда не вступает в контакт с белыми медведями или лемурами. Но важно помнить, что люди — это животные, которые также приспособлены к жизни на Земле. Ожидается, что серьезные изменения климата приведут к значительным изменениям в сельском хозяйстве и сельском хозяйстве; некоторые части мира станут более засушливыми и менее продуктивными, хотя в других областях будет достигнут прогресс [19]. (Фондовые маклеры, работающие на эспрессо, могли бы отметить, например, что изменение климата уже оказывает огромное влияние на производство кофе [20].)

Как изменение климата повлияет на реки?

В мире потепления общая тенденция будет заключаться в большем дефиците воды и более сухих реках [19]. Крупное исследование 900 рек, опубликованное в Журнале климата Американского метеорологического общества (AMS) в 2009 году, пришло к выводу, что стоки в океаны значительно уменьшились за последние 50 лет, и, по прогнозам, эта тенденция сохранится [5]. Согласно отчету МГЭИК за 2007 год, прямое воздействие изменения климата на реки будет происходить в результате повышения температуры и концентрации углекислого газа, а косвенное воздействие будет вызвано изменением осадков (дождь, снег, туман и т. д.) и таянием ледников/льда. В глобальном масштабе МГЭИК предполагает, что воздействие изменения климата на реки будет включать изменения качества воды, воздействие на растения и животных водно-болотных угодий и утрату биоразнообразия. в мире» [6].

Количество воды

Ученые-климатологи считают, что погода в мире станет более неустойчивой и экстремальной. Таким образом, в таких странах, как Соединенные Штаты или Великобритания, у нас может быть больше засух и внезапных наводнений, а дождь или снег будут более концентрированными и интенсивными — падают сильнее и дольше — чем мы привыкли. Почему? В более теплом мире больше воды будет испаряться из океанов (и источников пресной воды) в атмосферу, которая будет удерживать и переносить гораздо больше воды, чем раньше. Когда он действительно выпадет, он вызовет более интенсивный дождь и снег: большая интенсивность осадков, как говорят синоптики.

Периоды интенсивной засушливой погоды, за которыми следуют периоды интенсивных дождей, подвергают реки (и пресноводные обитатели) серьезному стрессу; оба могут быть плохими, по-разному. С одной стороны, очевидно, что рекам для поддержания жизни требуется определенное количество воды.Более эгоистично, людям нужно определенное количество дождя, чтобы заполнить водоносные горизонты (запасы подземных вод) и резервуары, которые снабжают все, от питьевой воды и орошения до обрабатывающей промышленности и производства электроэнергии. По словам Тревора Бишопа из Агентства по охране окружающей среды, которого цитирует BBC Panorama в сентябре 2011 года: «Климатические изменения, скорее всего, будут означать более сухой и теплый климат, который повысит спрос и, вероятно, уменьшит количество воды в реках. будет несоответствие между тем, сколько воды доступно и сколько нужно обществу и экономике» [7].

С другой стороны, слишком много дождя, выпадающего слишком быстро, затапливает поймы и реки, в то время как недавняя неудачная тенденция строить на поймах затрудняет эффективное поглощение воды землей [8]. Реки — это не просто красивые мокрые линии, по которым вы идете; это дороги, которые несут воду к морю. Поднимающиеся реки не просто несут больше воды, они несут ее гораздо быстрее. Высокий уровень рек может привести к опасному быстрому течению рек, которые сметают мосты в сторону, создавая серьезные проблемы для автомобильных и железных дорог и зависящих от них сообществ. Повышение уровня моря увеличит береговую эрозию, но также создаст проблемы в низменных устьевых городах и городах, где приливные реки с большей вероятностью вызовут наводнения [9].

Изменение климата, несомненно, приведет к большему (и более серьезному) наводнению, что приведет к усилению давления, возможно, на несоответствующие схемы защиты от наводнений и тяжелые инженерные схемы, которые могут привести к тому, что некоторые из наших рек все чаще будут превращаться в высокоскоростные стоки. Мы наверняка увидим новые призывы к полному запрету застройки поймы. но прислушаются ли к ним наши правительства и планировщики? [8]

Качество воды

Наводнения меняют не только количество воды, поступающей в реки, но и ее качество.Токсичные химические вещества накапливаются на теплых дорогах в сухую погоду, а внезапные наводнения могут быстро смывать их в реки или другие водотоки в виде «стока», вызывая серьезные эпизоды загрязнения (химического или термического), достаточные для уничтожения целых рыбных запасов на участках реки. Избыток ливневых стоков также вызывает проблемы с отведением сточных вод; высокий уровень воды вызывает переполнение очистных сооружений из-за так называемых комбинированных канализационных переливов (CSO), что приводит к сбросу неочищенных сточных вод и других отходов в реки и пляжи [10]. Менее очевидно, что реки с более быстрым течением будут вести себя немного по-разному: наносы перемещаются и откладываются по-разному, берега размываются с разной скоростью и так далее.

Интересно, что изменение климата привнесет в наши реки различные сезонные модели. В 2008 г. ученые, работающие в Агентстве по охране окружающей среды, провели масштабное исследование изменения климата и рек Великобритании, в ходе которого были смоделированы вероятные воздействия на пять очень разных рек по всей Великобритании [12]. Воздействия различаются от реки к реке, и трудно обобщать. Тем не менее, исследование пришло к следующим общим выводам (обобщенным и перефразированным здесь):

• Изменения стока рек повлияют на качество воды.
• Уменьшенный поток означает меньшее разбавление и более высокие концентрации загрязнения.
• Изменение климата повысит содержание питательных веществ в реках. Более сильное цветение водорослей в реках может увеличить стоимость питьевой воды.
• Больше штормов приведет к большему использованию ОГО и загрязнению сточными водами, а также к большему количеству загрязненных стоков, поступающих в реки в городских районах.
• Изменение климата повысит температуру рек и озер, а также океанов, что окажет косвенное воздействие на водную жизнь [15], [11].
• Большая интенсивность осадков может привести к попаданию в реки большего количества взвешенных твердых частиц, отложений и других загрязняющих веществ, что приведет к большему «заилению».

Сюрпризы в магазине?

Одна из интересных особенностей изменения климата заключается в том, как оно повлияет на существующие экологические проблемы; мы еще не знаем, улучшит ли это ситуацию или ухудшит ее, и нас обязательно ждут сюрпризы. В 2008 году, например, ученые Кардиффского университета предположили, что изменение климата препятствует восстановлению рек Уэльса после кислотных дождей. Более влажные зимы привели к большему подкислению горных ручьев, повышению уровня кислотности в реках, в которые они впадают, и подрыву усилий по сокращению кислотных дождей путем очистки воздуха от загрязнения [13].

Еще одна вещь, которую мы не знаем, это то, как быстро проявятся последствия изменения климата. По словам Хейли Фаулер из Университета Ньюкасла, изменения в количестве осадков в Великобритании могут происходить намного раньше, чем ожидалось: «Эта модель изменений аналогична той, которую проектируют климатические модели при глобальном потеплении на конец двадцать первого века. "[14].

Это уже происходит?

Климат и погода по своей природе изменчивы, и невозможно с уверенностью сказать, что любые изменения погоды, с которыми мы сталкиваемся, вызваны изменением климата. Каждый раз, когда случается крупное наводнение или засуха, люди спрашивают, виноват ли в этом климат. Никто не знает. Мы должны ожидать увидеть более интенсивную и неустойчивую погоду, и это не должно нас удивлять, но штормы, наводнения, волны тепла и засухи всегда случались в прошлом, и мы до сих пор не можем с уверенностью сказать, что вызывает то или иное конкретное погодное явление.

Мы уже делаем некоторые неподтвержденные данные о последствиях изменения климата. Например, в 2010 году исследование, проведенное учеными Кардиффского университета, показало, что популяции лосося и форели в реке Уай и ее притоках значительно сократились в период с 1985 по 2004 год, и предположило, что в этом виноваты более теплая вода и более низкий уровень реки (что коррелирует с изменением климата). 15].

Весна 2012 года, когда Великобритания перешла от засухи к наводнению менее чем за месяц, также может быть признаком грядущих событий.Бюллетень Агентства по охране окружающей среды о засухе от мая того же года предполагает, что эта несезонная погода может быть еще одним признаком того, что климат начинает колебаться между крайностями [16]:

• Количество осадков в пределах 29–68 процентов от среднего за март.
• Течение реки ниже нормы или ниже на каждом индикаторном участке в Англии.
• Резервуарные запасы ниже нормы или заметно низки на 65 % индикаторных участков в Англии.
• Уровни грунтовых вод ниже нормы или ниже на всех участках, кроме четырех индикаторных (84 процента), при этом 12 участков оцениваются как исключительно низкие в Англии.

Опять же, это может быть просто перемена погоды; Никто не знает точно. Даже необычные наводнения очень трудно окончательно связать с изменением климата, даже если такая связь действительно существует. Обзор крупных летних наводнений 2007 года, проведенный Центром экологии и гидрологии (CEH), не обнаружил связи с изменением климата. По словам ведущего автора Терри Марша, которого цитирует BBC News: «Речные паводки летом 2007 г. были очень необычным эпизодом, который не является частью какой-либо четкой исторической тенденции и не демонстрирует согласованности с предпочитаемыми в настоящее время сценариями изменения климата» [17].

Даже когда происходит изменение климата, его трудно заметить, и из-за этого еще труднее убедить людей в том, что угроза реальна.

Написано Крисом Вудфордом для UK Rivers Network. © Copyright Крис Вудфорд 2012.

использованная литература

1. См. Обобщающий доклад МГЭИК об изменении климата за 2007 г.: 2. Причины изменения. Удобное резюме см. в статье Ричарда Блэка «Люди обвиняются в изменении климата», BBC News, 2 февраля 2007 г.
2. Цифры в этом разделе в основном основаны на цифрах, цитируемых в превосходном, кратком информационном бюллетене об изменении климата, который составляется и регулярно обновляется профессором Стефаном Рамсторфом из Потсдамского института исследований воздействия климата.
3. См. «Модели — ключ к климатическим прогнозам» доктора Вики Поуп из британского Центра Хэдли.
4. Очень хорошее и сбалансированное введение в вероятные последствия изменения климата можно найти в The Rough Guide to Climate Change Роберта Хенсона.
5. Крупнейшие реки мира «высыхают», Мэтт МакГрат. Новости Би-би-си, 21 апреля 2009 г.
6. 4.4.8 Пресноводные водно-болотные угодья, озера и реки в изменении климата МГЭИК, 2007 г.: Рабочая группа II: Воздействие, адаптация и уязвимость.
7. Четверть рек Англии в опасности. Би-би-си Панорама, 18 сентября 2011 г.
8. См. «Марш против затопленного жилья», BBC News, 18 августа 2007 г. Также в Deep Water (BBC Panorama).
9. Например, в заявлении Агентства по охране окружающей среды от 2009 года «Ограничение и адаптация к изменению климата: заявление о позиции» говорится: «Повышение уровня моря, увеличение количества осадков и частота штормов означают, что Лондон и устье Темзы будут подвергаться большему риску затопления в будущем после того, как нынешний барьер истекает».
10. См. «Комбинированные переливы канализации» (CSO) от Surfers Against Sewage для введения.
11. Популяция угря в лондонской Темзе сократилась на 98%. BBC News, 22 января 2010 г. Цитируется доктор Мэтью Голлок: «Трудно сказать, что происходит — это может быть связано с рядом потенциальных факторов, включая изменения океанских течений из-за изменения климата».
12. Потенциальное воздействие изменения климата на качество речной воды, П. Уайтхед, Д. Баттерфилд и А. Уэйд. Научный отчет Агентства по охране окружающей среды — SC070043/SR1.
13. Восстановление реки «смочено дождем». Новости Би-би-си, 3 декабря 2008 г.
14. Цитируется во вставке «Англия и осенние дожди» на стр. 60 «Грубого руководства по изменению климата» Роберта Хенсона.
15. Опасность «изменения климата» для лосося и форели в Уай. Новости Би-би-си, 17 мая 2010 г.
16. Проливной дождь приводит к осмотру пострадавших от засухи районов. Еженедельный отчет Агентства по охране окружающей среды о засухе, 11 мая 2012 г.
17. Наводнения 2007 г. «не связаны с климатом», Ричард Блэк, BBC News, 10 марта 2008 г.
18. «Зеленая ответная реакция» Эндрю Роуэлла — длинное, хотя и устаревшее исследование. Более свежие опровержения климатических скептиков см. в колонках Джорджа Монбиота A Beardful of Buncum (9 декабря 2008 г.), Отрицание смерти (2 ноября 2009 г.), Почему либертарианцы должны отрицать изменение климата (6 января 2012 г.).
19. Нехватка воды, связанная с изменением климата, повлияет на глобальное производство продуктов питания — ООН.Пресс-релиз Центра новостей ООН, 9 июня 2011 г.
20. См., например, Сара Батлер, The Guardian, 24 января 2011 г., производители кофе Fairtrade сталкиваются с проблемой изменения климата.