Методы планирования и прогнозирования

     Кроме вешних вод, наводнениями грозят сильные  дожди. Катастрофическими - в Дагестане, в нижнем течении Терека.

     На  Дальнем Востоке и в Приморье (Приморский и Хабаровский края, Амурская и Сахалинская области, Еврейский округ) дождевые паводки  будут происходить в 2 - 3 раза чаще, чем сейчас. А Северный Кавказ, Ставропольский край и Саяны летом из-за дождей ждут еще сели и оползни - тоже больше и чаще, чем нынче.

     Пока  одни регионы заливает, другие будут  страдать от жажды. Дефицит воды ждет Белгородскую и Курскую области, Калмыкию. Там на одного человека будет  приходиться 1000 - 1500 м3 воды в год - по международной классификации это  считается очень низкой или даже критической водообеспеченностью. В Москве и Подмосковье население вырастет еще больше, и воды там тоже будет не хватать.

     Росгидромет предупреждает об опасности серьезных  экологических катастроф - разливов нефти и выбросов газа из-за аварий на трубопроводах. Дело в том, что  большинство российских трубопроводов  построены еще лет 25 - 30 назад, и  срок их эксплуатации заканчивается. В  первую очередь проблем нужно  ждать там, где трубопроводы пересекают реки:

- на Верхней  и Средней Волге и ее притоках  в Нижегородской, Оренбургской, Пермской, Самарской, Саратовской, Ульяновской  областях, Башкортостане, Марий Эл, Мордовии, Татарстане, Удмуртии и  Чувашии;

- на реках  Южного федерального округа;

- на реках  Сибири в Тюменской области,  в Красноярском крае, Новосибирской,  Омской, Томской и Иркутской областях;

- в Хабаровском  крае и на Сахалине.

     К 2015 году отопительный период сократится на 3 - 4 дня. На 5 дней меньше батареи  могут быть горячими у жителей  южных районов Приморского края, Сахалина и Камчатки. Казалось бы не так много - но если посчитать каждый дом в каждом городе, то выйдет достаточно высокий показатель экономии.

     А летом нам все чаще придется изнывать от зноя - на всю Россию нагрянут так  называемые «волны тепла» (по-простому - несколько дней подряд градусники будут зашкаливать за +30). Хуже всего в жару приходится жителям мегаполисов. А в смысле финансов - больше денег уйдет на кондиционирование офисов и квартир. Синоптики считают, что нужно заранее подготовить медиков - чтобы знали, какие болезни обостряются в жару. И новые дома строить с расчетом на меняющуюся погоду.

     Для сельского хозяйства потепление и полезно, и вредно. Хорошо то, что  зимой почва будет меньше промерзать. Уже сейчас озимые можно выращивать там, где они погибали от морозов: в степях Поволжья, на Южном Урале  и в некоторых районах Западной Сибири и европейской части России.

     У растений больше времени на то, чтобы  вырасти и дать плоды. На языке  агрометеорологов это называется «увеличением вегетационного периода». То есть времени, когда на улице не холоднее +5.

     В европейской части России (кроме  Южного федерального округа) и в  Сибири (кроме Ямала и Таймыра) теплое время года стало длиннее  на 5 - 10 дней.

     К 2015 году вегетационный период станет на 10 - 20 дней дольше, чем сейчас. В  итоге многие сорта кукурузы и  подсолнечника будут расти на широте Москвы, Владимира, Йошкар-Олы  и Челябинска. А на Северном Кавказе  и в Нижнем Поволжье расцветут  виноградники, хлопковые поля, чайные плантации и апельсиновые рощи - как сейчас в Узбекистане. На севере и северо-западе России, в Волго-Вятском  районе и на Дальнем Востоке урожаи вырастут на 10 - 15%.

     А плохо то, что будет больше засух - в полтора-два раза. Из-за этого на Северном Кавказе урожаи зерновых упадут на 22%, в Черноземье - на 7%.

     Во  всей стране пожароопасных дней станет больше. В среднем - на 5 дней за лето. А в самых «горючих» регионах - на 7 дней и больше. Чаще всего гореть будут леса:

на юге  Ханты-Мансийского округа,

в Курганской области,

в Омской области,

в Новосибирской  области,

в Кемеровской  области,

в Томской  области,

в Красноярском крае,

в Алтайском  крае,

в Якутии.

     В ближайшие десятилетия «весна»  наступит на южной границе зоны вечной мерзлоты. В Иркутской и Архангельской  областях, Хабаровском крае, Коми оттает полоса шириной в несколько десятков километров. А в Ханты-Мансийском округе и Якутии - до 100 - 150 км. Подтаивание грунта опасно для дорог и зданий - фундаменты может «повести». В первую очередь могут пострадать Чукотка, населенные пункты в верхнем течении Индигирки и Колымы, юго-восток Якутии, Западно-Сибирская равнина, Карское побережье, Новая Земля и европейский Крайний Север. Земля может «утечь» из-под Билибинской АЭС, нефтедобывающих комплексов и - что самое страшное - хранилищ радиоактивных отходов на Новой Земле. 

3. Прогноз погоды до 2015 года

     Первый  вывод «Стратегического прогноза»: в России действительно стало  теплее, причем в основном в последние 15 лет. За весь XX век средняя температура в стране поднялась на 1 градус. И почти половина прироста температурных рекордов пришлась на последнее десятилетие века (1990 - 2000 гг.).

     Потепление  заметно в основном зимой и  весной. А к востоку от Урала - сильнее, чем на европейской части  страны. Зато вот осень какой была сто лет назад, такой и осталась! А в западных областях России даже стала холоднее, чем раньше.

     К 2015 году средняя температура поднимется еще на 0,6 градуса. Зимы станут теплее на 1 градус, а лето - всего на 0,4. Снега к 2015 году практически во всей России будет выпадать больше (на 4 - 6%). А на севере Восточной Сибири - аж на 7 - 9%.

Опасных гидрометеорологических явлений прибавляется с каждым годом на 6,3% . Эта тенденция сохранится и до 2015 года. Но теперь узнавать об очередном катаклизме мы будем заранее. Скоро наши синоптики запустят новый суперкомпьютер. И обещают, что уж тогда смогут точно предсказывать 90% напастей. 

4. Изменения климата за 15 лет: прогнозы и реальность

         В 90-е годы XX столетия были предложены  довольно совершенные математические модели, позволяющие прогнозировать состояние климата на Земле в ближайшие десятилетия. Недавно группа ученых из разных стран сравнила эти прогнозы с тем, что реально происходило за последние 15 лет. Выяснилось, что хорошо были предсказаны изменения содержания в атмосфере углекислого газа и приемлемо — ход температуры. Оба эти показателя возрастали в соответствии с ранее выявленными трендами. А вот средний уровень Мирового океана рос быстрее, чем ожидалось. С 1990-го по 2005 год он увеличился примерно на 4 см, а предсказывалось прибавление только на 2 см.

         Для того чтобы  предсказать ожидающие  нас климатические  изменения, ученые  опираются на довольно  сложные математические  модели. А модели  строят на основе  того, что уже наблюдалось  в предшествующие  годы, и на понимании  взаимосвязей физических  процессов, происходящих  на поверхности  нашей планеты.  Нужно знать, к  примеру, как связаны  между собой содержание  в атмосфере парниковых  газов и температура,  или как от температуры  зависит состояние  крупнейших ледников (а  они могут не  только таять при  потеплении, но и  нарастать, например в центральных районах Гренландии и Антарктиды, поскольку там начинает выпадать больше осадков). Состояние ледников, в свою очередь, прямо сказывается на уровне Мирового океана. Чем больше воды на планете связано во льдах, тем ниже уровень океана.

         Сопоставить предсказания моделей,  предложенных в 1990-е годы, с  тем, что действительно произошло  за последние 15 лет, решила  группа ученых из разных стран  во главе со Стефаном Рамсторфом (Stefan Rahmstorf) из Потсдамского института изучения влияния климата (Potsdam Institute for Climate Impact Research, Германия). За основу были взяты сценарии, предложенные Межправительственной группой экспертов по изменению климата (IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change). Хотя прогнозы эти были опубликованы в 2001 году, основывались они на данных, полученных до 1990 года, и не учитывали более поздних наблюдений. Результаты сопоставления реальности с модельными расчетами суммированы Рамсторфом и его коллегами в статье, опубликованной недавно в журнале Science.Изменения содержания в атмосфере СО2 (вверху), средней температуры на поверхности Земли (в середине) и среднего уровня Мирового океана (внизу) с 1973 года по настоящее время. Тонкие сплошные линии — реальные данные, толстые сплошные — усредненные реальные данные, показывающие основной тренд. Пунктирными линиями обозначены данные прогнозов и даваемые при этом доверительные интервалы (области, закрашенные серым цветом). Изменения температуры и уровня океана даны как отклонения от линии тренда в месте пересечения ею отметки 1990 года (принято за нуль). Рис. из обсуждаемой статьи в Science.

         Как видно из графиков, динамика  содержания углекислого газа (верхняя  панель) с 1990 года хорошо соответствовала  предсказанному тренду. Данные по  СО2 взяты из длинного ряда измерений, проведенных геофизической обсерваторией на горе Мауна-Лоа (Mauna Loa Observatory) на Гавайских островах. А поскольку это всё же Северное полушарие, то средние значения для всего Земного шара должны быть чуть меньше в силу незначительной, но устойчиво сохраняющейся разницы между северной и южной половинками нашей планеты (в Южном полушарии содержание СО2 несколько ниже).

     На  графике хорошо видны также ежегодные  небольшие, но в высшей степени регулярные колебания содержания СО2, возникающие как результат сезонных изменений в активности наземной растительности. Интенсивный фотосинтез растений в конце весны и летом приводит к тому, что СО2 в воздухе снижается и достигает минимума в начале осени. Процессы же, ведущие к поступлению углекислого газа в атмосферу, в отличие от фотосинтеза, продолжаются круглый год: это и дыхание всех организмов (в первую очередь бактерий и грибов, разлагающих основную массу отмершего органического вещества), и сжигание человеком топлива. Именно поэтому сезонный максимум содержания СО2 в атмосфере приходится на начало весны. 

             Среднегодовая температура (средняя  панель графика) возрастает, совершая  при этом некие колебания, которые  трудно предсказать, поскольку  они являются результатом случайного  стечения разных обстоятельств  в динамике атмосферы и океанических  течений. За 16 лет, начиная с  1990 года, средняя температура на  Земле возросла на 0,33°C. Эта величина, в общем соответствует прогнозам модели IPCC, но находится у верхней границы коридора допустимых значений.

         Центральная линия возможного  тренда изменения температуры  была рассчитана в модели исходя  из того, что при увеличении  содержания СО2 в атмосфере в два раза температура возрастет на 3°, а крайние значения доверительных интервалов (границы «коридора неопределенности») соответствуют возрастанию средней температуры на 1,7° и 4,2° при удвоении концентрации СО2 в атмосфере. Возможно, что некоторое расхождение между прогнозом модели и действительностью связано с тем, что углекислый газ на самом деле оказывает более сильный эффект на температуру, чем ожидалось. Другое возможное объяснение — следствие недооценки охлаждающего воздействия аэрозолей, которые могут быть как естественного происхождения, так и образованные в результате хозяйственной деятельности человека . Наконец, не исключено, что некоторое отклонение наблюдаемых величин от прогнозируемых объясняется внутренней вариабельностью самой климатической системы, следствием неизвестной нам динамики взаимодействия ее компонентов.

         Наименее удовлетворительным оказался  прогноз уровня Мирового океана (нижняя панель графика). За последнее  время этот уровень возрастал  заметно быстрее, чем предполагалось  моделью IPCC. Реальное увеличение (по данным спутниковых измерений)  с 1993-го по 2006 год составило  в среднем 3,3 ± 0,4 мм за год,  тогда как модель в качестве  наиболее вероятной величины  давала менее 2 мм за год.  Авторы статьи отмечают, что рост уровня океана за последние 20 лет был более быстрым, чем за любое двадцатилетие в течение предшествующих 115 лет. Наблюдавшиеся значения соответствуют крайним цифрам, которые даны в модели как маловероятные и связанные с так называемой «неопределенностью в состоянии льда на суше». И хотя основной вклад в подъем уровня океана вносит простое тепловое расширение водной массы при увеличении глобальной температуры, значительную и, видимо, недооцененную роль играет и таяние ледников. Впрочем, самые последние публикации на эту тему вроде бы свидетельствуют о незначительном влиянии таяния ледников Гренландии и Антарктиды на уровень океана.