Атмосфера: полярные регионы

К числу ключевых проблем атмосферы в Арктике и Антарктике относятся: истощение озонового слоя стратосферы, дальний перенос загрязняющих воздух веществ и потепление, связанное с глобальным изменением климата. Происхождение этих проблем связано, главным образом, с хозяйственной деятельностью в других регионах мира.

Явление сезонного истощения стратосферного озона над Антарктикой, а в последнее время также и над Арктикой, стало одной из крупнейших экологических проблем с тех пор, как в 1985 году оно было впервые обнаружено (Farman and others 1985). Глубина, распространение и продолжительность существования Антарктической озоновой дыры постоянно увеличиваются, достигнув в сентябре 2000 года рекордных масштабов – почти 29 млн. кв. км (WMO 2000, NASA 2001).

В Арктике среднегодовые уровни озона в 90-е годы сократились на 10 процентов по сравнению с концом 70-х годов, что увеличивает опасность развития снежной слепоты и солнечных ожогов у жителей Арктики.

Среднемесячная концентрация озона над Халли-Бэй, Антарктика (в единицах Добсона)

Среднемесячные концентрации озона над Халли-Бэй в период наступления антарктической весны Источник: BAS 2000

Восстановление озонового слоя стратосферы над полярными регионами зависит прежде всего от осуществления Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой. Поэтому крайне важны усилия государств, в том числе расположенных вдали от полюсов, по прекращению использования данной категории веществ (UNEP 2000).

Природные экосистемы в полярных регионах характеризуются низкой адаптивной устойчивостью и повышенной уязвимостью к изменению климата. Предполагается, что изменения климата более существенны в полярных регионах по сравнению со всеми остальными (над обширными пространствами арктической суши зафиксирована тенденция к потеплению на целых 5°С, хотя в ряде районов восточной Канады температуры, напротив, понизились) и будут иметь серьезные физические, экологические, социальные и экономические последствия как в Арктике, так и в Антарктике (IPCC 2001a, b). По причине ли природных колебаний или глобального изменения климата, температуры атмосферного воздуха над Антарктикой также подвержены изменениям. Заметная тенденция к потеплению зафиксирована на Антарктическом полуострове, где она сопровождается невиданным ранее сокращением шельфовых ледников и расширением покрова более высоко развитой наземной растительности. При этом, как и в Арктике, здесь имеются зоны заметного похолодания, например у Южного полюса (Neff 1999).

Практически не вызывает сомнений, что изменения климата ответственны за сокращение площади распространения и толщины плавучих льдов Арктики, таяние многолетней мерзлоты, эрозию берегов, трансформацию ледниковых покровов и шельфовых ледников, а также изменения в распространении и обилии видов дикой природы полярных регионов (IPCC 2001a). К числу других последствий потепления можно отнести зафиксированное 15-процентное увеличение количества атмосферных осадков в Арктике, участившиеся случаи штормов, более ранее наступление весны и более позднее начало морозного периода, а также пониженную соленость морской воды (AMAP 1997). Таяние многолетней мерзлоты само по себе способно еще более обострить проблему климатических изменений. Так, может произойти увеличение эмиссии метана в тундре, в то время как сокращение площадей снежного и ледового покровов, имеющих высокую отражательную способность, будет способствовать еще большему потеплению. Все эти последствия могут сказываться на протяжении столетий, в том числе спустя длительное время после того, как концентрации “парниковых газов” в атмосфере стабилизируются. Это грозит необратимыми изменениями ледниковых покровов и глобальной океанической циркуляции, а также подъемом уровня моря (IPCC 2001a).

“Зона распространения многолетней мерзлоты охватывает 58 процентов территории Российской Федерации. В ее пределах расположено большое число населенных пунктов, промышленных предприятий и объектов инфраструктуры. При условии сохранения современной тенденции к потеплению южная граница распространения многолетней мерзлоты может продвинуться к 2100 году на 300–400 км на север” (Interagency Commission 1998).

Поскольку большинство промышленно развитых стран находится в Северном полушарии, Арктика подвержена антропогенному загрязнению воздуха в большей степени, чем Антарктика. Загрязняющие вещества – тяжелые металлы, стойкие органические загрязнители и временами радионуклиды – приносят в Арктику господствующие ветры. В дальнейшем загрязнители могут неделями находиться в атмосфере Арктики и мигрировать на большие расстояния (Crane and Galasso 1999). В большинстве районов Арктики уровни содержания целого ряда загрязняющих веществ в атмосфере столь высоки, что они не могут быть объяснены влиянием местных источников; эти вещества обязаны своим происхождением более южным источникам.

Среди причин радиоактивного загрязнения Арктики – поступление радионуклидов в результате ядерных испытаний, выбросы предприятий по переработке ядерного топлива, поступление радионуклидов после катастрофы на Чернобыльской атомной электростанции в 1986 году. Именно после Чернобыльской катастрофы у коренных жителей Арктики было зафиксировано существенное увеличение радиоактивности. В первую очередь оно затронуло ту часть населения, в пищевом рационе которой значительное место занимали продукты, концентрирующие радиоактивный цезий, – мясо северного оленя, пресноводная рыба, грибы и ягоды. Наиболее отчетливо данное явление наблюдалось в 1986–1989 годах у саамов Норвегии и Швеции, а вплоть до 1991 года – у коренных жителей Кольского полуострова (Российская Федерация). С тех пор концентрации радионуклидов в организме людей постепенно приблизились к доаварийному уровню (AMAP 1997).

Радиоактивное загрязнение после Чернобыльской катастрофы

Содержание цезия-137 в тысячах беккерелей на квадратный метр (кБк/кв. м) в Скандинавии, Финляндии и Ленинградской области России после аварии в Чернобыле в 1986 году Источник: АМАР 1997

Крупнейшим источником загрязнения атмосферы в Арктике стали промышленные комплексы Российской Федерации. Выбросы соединений серы и тяжелых металлов на металлургических предприятиях вызвали массовую деградацию лесов Кольского полуострова и сократили число видов дикой природы в регионе. Территории вокруг металлургических предприятий “Печенганикель” и “Варангер”, подверженные сильному влиянию загрязнения воздуха, расширились в период между 1973 и 1988 годами с 400 до 5000 кв. км (АМАР 1997). В 90-е годы выбросы металлургических предприятий России сократились или стабилизировались, что было связано в основном с перестройкой экономики.

Уровень загрязнения воздуха в Арктике столь высок, что крупной проблемой стало явление так называемой арктической дымки. Впервые об арктической дымке заговорили еще в 50-е годы при описании необычного явления снижения видимости, наблюдавшегося экипажами североамериканских самолетов метеоразведки во время полетов в высоких арктических широтах. Выяснилось, что дымка имеет сезонный характер с максимальным проявлением в весеннее время и связана с антропогенными выбросами, происходящими в более южных районах. Образующие дымку аэрозоли являются в основной массе серосодержащими (до 90 процентов). Они возникают при сжигании угля в средних широтах Северного полушария, особенно в Европе и Азии. Частицы дымки имеют размер, близкий к длинам волн видимой части спектра, благодаря чему дымку легко наблюдать невооруженным глазом.

Улучшение состояния полярной среды зависит в первую очередь от стратегий и мер, осуществляемых людьми в пределах и за пределами полярных регионов. Государства Арктики предприняли ряд шагов по улучшению качества воздуха. В их числе – подписание Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния и ряда протоколов к ней, а также поддержка развития Стокгольмской конвенции по стойким органическим загрязнителям. Кроме того, меры внутригосударственного регулирования, принятые в США и Канаде, привели к снижению эмиссии некоторых СОЗ, тяжелых металлов и соединений серы. Действия по решению проблемы истощения стратосферного озонового слоя базируются на успешном осуществлении всеми странами Монреальского протокола (UNEP 2000).

В XXI столетии при условии прогнозируемого увеличения среднеглобальной температуры изменения климата будут оказывать значительное воздействие на полярные регионы. Вероятно, эти воздействия будут еще более обострены высокой уязвимостью и низкой адаптивной устойчивостью полярных экосистем и некоторых групп коренного населения, поддерживающих традиционный образ жизни. Несмотря на растущую активность как внутри государств, так и на международной арене, предприняты пока лишь предварительные шаги для решения проблемы глобальных климатических изменений. Поэтому главной региональной проблемой остается необходимость расширения адаптивного потенциала местных экосистем по отношению к изменениям климата, что должно помочь в смягчении неблагоприятных последствий. Государствам Арктики принадлежит инициатива в проведении оценки воздействий на климат Арктики, завершение которого запланировано на 2003 год. Результаты этой работы предполагается использовать при проведении региональных исследований МГИК (ACIA 2001).