Прогнозирование и последствия изменения климата Арктического региона

Природа Арктики в высшей степени чувствительна к антропогенному воздействию и очень медленно восстанавливается после неразумного вмешательства. В Арктике сходятся основные атмосферные потоки, речные и морские течения, которые издалека приносят сюда загрязняющие вещества.

В Арктической зоне России выделено 27 районов (11 - на суше, 16 - в морях и прибрежной зоне), где произошли сильнейшая трансформация естественного геохимического фона, загрязнение атмосферы, деградация растительного покрова, почвы и грунтов, внедрение вредных веществ в цепи питания, повышение заболеваемости населения.

Распределение районов крайне неравномерно. Четыре главных очага напряжённости - это Мурманская область (10 % суммарного выброса загрязняющих веществ), Норильская агломерация (более 30 %), районы освоения нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири (более 30 %) и Архангельская область (высокая степень загрязнения специфическими веществами).

Арктика чрезвычайно уязвима перед такими воздействиями в силу экстремальности природно-климатических условий, хрупкости экосистем, обособленности полярных регионов от крупных экономических и политических центров страны и слабой развитости их транспортных коммуникаций и других инфраструктур.

Российская Арктика является важным источником ископаемого топлива. С учетом планов по увеличению объемов добычи природных ресурсов и развития промышленного производства в полярных регионах представляется важным рассмотреть возможности как для адаптации арктических территорий к климатическим изменениям, так и для смягчения воздействия на климат через снижение выбросов парниковых газов.

По данным наблюдений, температура воздуха в Арктике за последнее столетие увеличивалась почти вдвое быстрее, чем средняя температура Земли. С 1980-х гг. температура в холодное время года на большей части Арктического пояса увеличивалась примерно на 1 °С за десятилетие. Потепление здесь наиболее заметно зимой. 2007 год был самым теплым для региона за весь период наблюдений с 1921 года. В 2008 году аномалия среднегодовой температуры воздуха в полярной области составила 1,4 °С.

По данным Росгидромета, картина аномальных отклонений среднегодовой температуры воздуха в Арктике и в Северном полушарии в 1901-2007 гг. имеет следующий вид:

Аномальные отклонения среднегодовой температуры воздуха в Арктике и в Северном полушарии в 1901-2007

• 2]    -с                                       60-85° с. ш.

1900 1910 1920 1930 1 940 1950 1 960 1970 1980 1990 2000 2010

Рис. 1. Аномальные отклонения среднегодовой температуры воздуха в Арктике и в Северном полушарии в 1901-2007 гг.

За последние сто лет количество осадков в Арктике выросло в среднем примерно на 8 %. Больше всего увеличились осадки в виде дождя с максимальным ростом осенью и зимой. Примерно на 10 % уменьшилась площадь снежного покрова за последние 30 лет.

Значительное сокращение площади оледенения за последние 30 лет (на 15-20 %) подтверждают инструментальные наблюдения за арктическими льдами со спутников. Спутниковые данные показывают, что в среднем на 2,7 % за десятилетие уменьшалась среднегодовая площадь льдов в Арктике. Особенно заметна динамика летнего льда. За последнее десятилетие площадь морских льдов в сентябре сократилась на 7,4 %. Начиная с 2002 года один за другим регистрировались все более глубокие минимумы летней площади льда, а в 2007 году был достигнут абсолютный минимум за период спутниковых наблюдений c 1979 года – 4,3 млн. км2 (рис. 2).

Рис. 2. Гистограмма минимальной площади арктических льдов (1972-2011 гг.)

Также уменьшается средняя толщина морских льдов в арктическом бассейне. Это происходит в основном за счет сокращения площади, занимаемой многолетними льдами и, в меньшей степени, за счет уменьшения их толщины.

Таяние арктических льдов приводит к усилению потепления в регионе вследствие так называемой положительной обратной связи: увеличение темпов сокращения ледового покрова ведет к уменьшению отражательной способности поверхности (темный океан лучше поглощает тепло, чем белый лед) и, следовательно, увеличению поступления солнечной радиации.

Статистическая обработка данных позволила построить полиномиальный тренд, определяющий с достаточной степенью вероятности прогнозные значения минимальной площади арктических льдов, например к 2016 году. Результаты: менее 3 млн. км2 (рис. 3).

Рис. 3. Минимальная 1-дневная площадь арктических льдов

Расчеты будущих изменений ледяного покрова Северного Ледовитого океана говорят об ускоряющемся сокращении его площади и массы. Расчеты показывают, что в течение XXI века максимальная площадь морского льда (март) будет сокращаться на 2 % за десятилетие, а минимальная площадь льда (сентябрь) - на 7 % за десятилетие по площади льда в конце XX столетия. При таких темпах сокращения льдов уже в течение ближайшего десятилетия можно ожидать их отступления к концу лета до приполюсного района Арктики, а через 30 лет в летний период Арктика может полностью освобождаться из-под ледового покрова.

Изменение климата может привести к необратимым последствиям экосистемы Арк тики:

• a)    сокращение биоразнообразия;

• b)    обострение существующих проблем конкуренции видов;

• c)    усиление влияния ультрафиолетовой радиации на биологические процессы в морской среде;

• d)    сокращение среды обитания белых медведей, тюленей, некоторых видов птиц;

• e)    нарушение кормовой базы и традиционных миграционных путей северных оленей и других видов животных.

Для окружающей среды :

• 1)    будет продолжаться повышение среднегодовой температуры приземного воздуха. Наиболее заметным рост температуры будет в зимний период. При этом следует иметь в виду довольно высокий уровень неопределенности оценок, что объясняется недостаточно плотной сетью наблюдений, сравнительно короткими рядами многолетних инструментальных гидрометеорологических наблюдений (регулярные наблюдения в Арктике начались только во второй половине ХХ столетия) и ограничениями пространственного разрешения климатических моделей. Необходимы дополнительные исследования изменения климата в отдельных регионах российской Арктики;

• 2)    ожидается сокращение периода с устойчивым снежным покровом, увеличение осадков (особенно зимних), стока рек и рост температуры воды в водоемах;

• 3)    к середине столетия может сократиться период ледостава, увеличатся темпы деградации вечной мерзлоты. Уменьшение ледовитости арктических морей будет проходить преимущественно за счет сокращения площади и толщины многолетних льдов;

• 4)    прогнозируется подъем уровня моря и увеличение частоты и интенсивности опасных погодных явлений;

• 5)    повышение концентрации загрязняющих веществ в атмосфере;

• 6)    повышение загрязнения водоемов, суши и морей;

• 7)    увеличение эмиссии метана из-за таяния вечной мерзлоты.

Прогнозируемые потери экономики следующие:

• 1)    увеличение высот ветровых волн и появления обломков айсбергов от деградирующих ледников на арктических островах, которые могут представлять опасность для добывающих сооружений и транспортных средств;

• 2) из-за резких перепадов температуры и усиления опасных гидрометеорологических явле

ний возможно увеличение нагрузки на объектах энергетической инфраструктуры, рост числа аварий;

• 3)    сокращение возможностей и периода для доставки грузов в труднодоступные районы по зимним автомобильным трассам, проложенным по замерзшим руслам, из-за изменения в сроках и процессах замерзания и вскрытия рек и водоемов;

• 4)    существует вероятность формирования сложных ледовых условий (повторяемость 10–20 %) в проливах Вилькицкого, Шокальского, Дмитрия Лаптева, Санникова и Лонга, ограничивающих безледокольное плавание по Северному морскому пути;

• 5)    нарушение транспортного сообщения из-за увеличения частоты и интенсивности аномальных погодных явлений;

• 6) из-за подвижек грунта в зонах таяния вечной мерзлоты возможен рост рисков в эксплуа

тации зданий и сооружений, транспортной системы, включая магистральные трубопроводы;

• 7)    нарушение инфраструктуры прибрежных территорий вследствие усиления штормовой активности, эрозии берегов и поднятия уровня моря.