Какова роль мониторинга в создании климатических моделей.
Экомониторинг — это система наблюдений за качеством воздуха, воды, почвы и других составляющих экосистемы. Он необходим не только для оценки экологической ситуации в режиме реального времени, но и для создания климатических моделей — компьютерных симуляторов, используемых для анализа изменений климата в прошлом и настоящем, а также для составления прогнозов.
Как данные об экологии и климате помогают бороться с глобальным потеплением
Климатические модели необходимы для максимально точного прогнозирования будущего планеты. Самые простые из них показывают прямую взаимосвязь двух явлений, например, увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере и повышения глобальной температуры. Более сложные — учитывают множество факторов: скорость ветра, объем осадков, способность экосистем поглощать углекислый газ из воздуха и так далее. Но все модели без исключения указывают на угрозу изменения климата и ее последствий — повышения уровня Мирового океана, увеличения площади пустынь, усиления разрушительной силы смерчей, наводнений, лесных пожаров и других экстремальных погодных явлений, вымирания животных и растений, которые не смогли приспособиться к новым условиям существования.
А еще климатические модели позволяют перенестись на 50 или даже 100 лет вперед и узнать, что произойдет, если человечество откажется от борьбы с изменением климата, а также позволит ли реализация климатической политики стран избежать «точки невозврата» — необратимого повышения глобальной температуры, способного поставить под угрозу существование жизни на Земле.
Данные для составления климатических моделей собирают не только на Земле, но и в космосе. Спутниковые системы наблюдения производят сотни миллионов измерений в сутки, но основная задача космической диагностики — определение климатоформирующих факторов. Так, удалось выяснить, что основной причиной глобального потепления является деятельность человека, в том числе развитие промышленности и сельского хозяйства, работа теплоэлектростанций, уничтожение лесов.
Экомониторинг и климатические модели также используются для проверки эффективности мер адаптации к изменениям, которые уже произошли. Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш отметил: «Достигнуть устойчивости так же важно, как и добиться нулевого уровня выбросов». Один из серьезных факторов, к которому предстоит адаптироваться, — таяние вечной мерзлоты. По словам профессора Российского госуниверситета нефти и газа им. И.М. Губкина Константина Ильковского, вечная мерзлота занимает до 65% площади России и на ней возведено огромное количество зданий. Необходимо не только защитить их от обрушения, но и учесть скорость таяния льдов при строительстве новых объектов.
Автоматические станции контроля загрязнения атмосферы в Москве
Фото: Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы
Всероссийская система экомониторинга
По словам Андрея Киселева, сотрудника Главной геофизической обсерватории имени А.И. Воейкова, климат России меняется в 2,5 раза быстрее, чем в среднем на планете. Это объясняется тем, что наша страна находится в единственном поясе Земли, где суши больше, чем океана. Климатолог также отметил, что в будущем Россию могут ждать более резкие всплески аномальной жары и холода.
Одна из задач, поставленных в рамках климатической политики России, — создание системы комплексного мониторинга состояния окружающей среды. К 2024 году она охватит 60% территории РФ и 80% объектов, негативно влияющих на экологическую ситуацию, например, крупных предприятий, теплоэлектростанций.
В некоторых регионах системы экомониторинга уже есть. Самая точная и развитая, конечно, в Москве. В российской столице данные собирает сеть из автоматизированных станций контроля загрязнения воздуха, расположенных в разных частях города, в том числе в парках и других природных зонах, вблизи автомагистралей и заводов, возле жилых домов. Заместитель директора по научной работе ГПБУ «Мосэкомониторинг» Елена Лезина отметила, что эта система не уступает, а местами превосходит те, что работают в других мегаполисах мира, в том числе в Берлине, Лондоне, Париже.
Станции регулярно берут пробы воздуха, анализируют их и передают результаты в Мосэкомониторинг, который, в свою очередь, публикует данные в открытом доступе — на интерактивной карте «Воздух». Под постоянным контролем находится и состояние водоемов, подземных вод, почвы, зеленых насаждений. Кроме того, по дорогам столицы ежедневно передвигаются четыре мобильных лаборатории, контролирующие уровень фонового шума. Для комфортного проживания его громкость не должна превышать 55 децибел днем и 45 децибел ночью.
В 2021 году система экомониторинга заработала и в Камчатском крае. Собранные данные отображаются на специальном портале, где есть подробное разъяснение всех измеряемых показателей и возможность отследить динамику их изменения. Как отмечает руководитель Росгидромета Игорь Шумаков, Камчатка — это экологически чистое место и его необходимо сохранить в неизменном виде, несмотря на все вызовы, с которыми столкнулось человечество.
Одновременно с развитием системы экомониторинга российские специалисты работают над созданием собственной глобальной климатической модели, чтобы обойтись без помощи западных компаний в вопросах прогнозирования погоды и исследования климата. С ее помощью можно будет объективно оценить, например, сколько углерода поглощают леса страны. Полученные данные планируется использовать для развития национального рынка углеродных единиц.
Фото: VV Shots / iStock
Лондонская сеть качества воздуха
Ученые из лаборатории Кроутера Цюрихского технологического института изучили климатические модели Лондона и пришли к выводу, что к 2050-му году климат мегаполиса станет таким же, как сейчас в Барселоне (Испания). Эти перемены будут сопровождаться затяжными ливнями, потопами и другими экстремальными погодными явлениями. Так, НАСА (Федеральное ведомство США) создало карту районов Лондона, которые к 2030 году могут уйти под воду из-за повышения уровня моря. Затопление грозит не только Британии, но и множеству других стран, особенно островным и низинным государствам, а также регионам, расположенным в пределах 100 километров от побережья.
Власти Лондона активно решают экологические проблемы мегаполиса, чтобы не допустить катастрофы. В их стратегии особое внимание уделено мониторингу состояния окружающей среды. Лондонская сеть качества воздуха состоит из автоматического оборудования, размещенного в стационарных кабинах. Оно позволяет производить измерения в одних и тех же местах и сравнивать полученные результаты. Система берет пробы воздуха на высоте от 1,5 до 4 метров, а затем отправляет полученную информацию в Группу экологических исследований (ERG) в Имперском колледже Лондона.
Мэр города Лондона Садик Хан отметил, что лондонцы имеют право знать о качестве воздуха, которым они дышат. Жители города могут подписаться на бесплатные оповещения о высоком уровне загрязнения атмосферы: как правило, этот показатель достигает критических значений от трех до восьми раз в год. Кроме того, предупреждающие уведомления появляются на станциях метро, автобусных остановках, речных причалах. Например, 24 марта 2022 года в Лондоне и нескольких других регионах Британии уровень загрязнения воздуха достиг 10 по десятибалльной шкале. Причиной стала буря в пустыне Сахара, покрывшая территории страны слоем мелкого песка и пыли. В такие дни людям с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и органов дыхания рекомендуется избегать физической активности.
Сейчас Великобритания стремится снизить концентрацию твердых частиц PM2,5 в воздухе до 20 микрограммов на кубометр. Это в четыре раза выше, чем допустимый предел, установленный Всемирной организацией здравоохранения, но власти планируют поставить новую, более амбициозную цель уже к концу 2022 года.
Система Aclima, измеряющие уровень загрязнения атмосферы во время движения
Фото: Aclima
Нью-Йорк — экомониторинг в движении
Климатическая модель Нью-Йорка подтверждает, что за последние годы умеренно-континентальный климат мегаполиса стал скорее субтропическим. Кроме того, из-за береговой линии протяженностью 836 километров городу угрожает затопление. К 2050-му году уровень Мирового океана может подняться на 20–75 сантиметров. Если это произойдет, Манхэттен (остров в самом центре Нью-Йорка) окажется под водой. Чтобы избежать подобного развития событий, власти города строят ограждения, защищающие прибрежные районы от затопления, и готовятся радикально сократить объемы выбросов парниковых газов. Так, с 2027 года все здания мегаполиса, кроме прачечных и медицинских учреждений, перейдут с газового отопления на электрическое.
А еще в Нью-Йорке модернизировали систему экомониторинга. Помимо стационарных станций забора проб воздуха, в мегаполисе начали использовать высокотехнологичные системы Aclima, измеряющие уровень загрязнения атмосферы во время движения. Устройства выглядят как обычный автомобиль. Воздух поступает через специальное отверстие возле боковой двери, а затем попадает в багажник, где находится система, анализирующая его состав.
Aclima будет ездить по дорогам десяти штатов Нью-Йорка с самой неблагополучной экологической обстановкой. Это позволит узнать, например, чем дышат жители домов, расположенных рядом с шоссе, или ребенок, выходящий со школьной игровой площадки. Бэзил Сеггос, комиссар государственного департамента охраны окружающей среды, отметил, что до запуска Aclima подобная «микроинформация» была недоступна.
Автор: Вера Жихарева
Фото на обложке: Bloomberg / Getty Images
