Никита Моисеев - Люди и кибернетика

Очень трудно выделить какой-либо объект биосферы и изучить его самостоятельно. Биосфера — это единое целое с очень высокой степенью взаимообусловленности.

Отдельный, локальный выброс углекислого газа в атмосферу рассеивается через несколько дней и приводит к изменению состава атмосферы над всеми регионами планеты. Нельзя описать процессы, происходящие на суше, не принимая во внимание недавно обнаруженные мощные аномалии в течениях глубинных вод океана.

Разгадку климатических аномалий в одной части земного шара, как правило, следует искать за многие тысячи километров. Так, например, урожайность в районах Волги и Казахстана тесно связана с интенсивностью осенних штормов в северной части Атлантики.

Если там бывают продолжительные осенние штормы, то океан отдает очень много тепла в атмосферу, и в следующую весну и лето он бывает холоднее обычного.

Но тогда атлантические ветры (так называемый «Западный перенос»), зона действия которых простирается за Уральский хребет, бывают также холоднее обычного и несут с собой большее количество осадков.

В Центральной России и Прибалтике в это время можно ожидать холодного и дождливого лета, зато эти неприятности с лихвой окупаются благами, которые получают восточные и юго-восточные районы страны:

влажные холодные ветры, проникая в глубину Евразии, парируют азиатские ветры, дующие с севера или, что еще опаснее, из среднеазиатских пустынь. В подобных ситуациях можно ждать хороших урожаев в степных районах Советского Союза.

Точно так же нельзя отделить процессы, протекающие в биоте, от атмосферных процессов. Прежде всего именно биота — живая часть атмосферы определяет структуру углеродного цикла. А количество углекислоты в атмосфере влияет на температуру атмосферы, создавая так называемый парниковый эффект. Суть его в том, что атмосфера Земли, практически прозрачная для коротковолновой солнечной радиации, сама непосредственно солнцем нагревается очень слабо: один хороший шторм в океане, оказывается, отдает тепла атмосфере больше, чем солнечная радиация за целый год.

Нагревание атмосферы происходит главным образом за счет теплового излучения нагретой солнцем подстилающей поверхности суши и океана! Присутствие же углекислоты (СО 2) в атмосфере препятствует уходу в космос этого тепла. Другими словами, СО 2экранирует тепловое излучение Земли, и атмосфера нагревается сильнее, ее температура повышается, нарушается структура образования облаков, меняется циркуляция атмосферы (характер ветров) и т. д. Одним словом, меняется климат.

Но биота влияет на климат не только через углеродный цикл. Изменение характера растительности меняет альбедо планеты, то есть отражательную способность ее поверхности, и, следовательно, непосредственно влияет на ее тепловой баланс. Наконец, растительность определяет интенсивность испарения влаги с подстилающей поверхности, непосредственно влияя на водный баланс.

И существенно влияют на биосферу, что нас интересует больше всего, факторы антропогенного характера, то есть нагрузки на нее, которые создает человечество. Сегодня в литературе обсуждаются прежде всего три аспекта этой проблемы: роль антропогенных выбросов в атмосферу, прежде всего углекислоты и аэрозолей; влияние искусственной энергии на тепловой баланс атмосферы; влияние изменения альбедо, обусловленного урбанизацией, сведением лесов и заменой естественных ценозов искусственными.

Но есть еще целый ряд вопросов, изучение которых необходимо для того, чтобы понять те последствия наших действий, которые будут определять условия нашей жизни. Это прежде всего крупные проекты перестройки геологических масштабов. Ныне обсуждается множество самых различных проектов, начиная от относительно «безобидного» перераспределения стока рек до проектов глобального характера вроде перекрытия Берингова пролива. Все экологические следствия подобных предложений пока анализируются только на интуитивном уровне.

Любые проекты, так или иначе влияющие на экологическую обстановку того или иного региона, задевают судьбы людей. Ведь, как уже говорилось, общество состоит из различных групп, имеющих разные, порой несовпадающие интересы, различные представления о целях своего развития, различные шкалы ценностей.

Поэтому каждый проект, могущий повлиять на экологическую обстановку, неизбежно приводит к определенным конфликтам, приводит к определенным напряжениям социального характера, и кибернету необходимо немалое усилие, недюжинные способности для их преодоления и снятия. Вот почему исследования климатических последствий реализации того или иного проекта должны сопрягаться с анализом той конфликтной ситуации, которая при этом может возникнуть. Ясное понимание всех подобных обстоятельств поможет лицу, ответственному за принятие решений, правильно его выбрать.

Изучением характеристик климата различных районов Земли занимается огромная армия исследователей.

Их усилия направлены на описание современного состояния климата того или иного региона и выяснение закономерностей и механизмов, его порождающих; и изучение взаимообусловленности климатических характеристик различных зон земного шара и выявления последствий антропогенных воздействий на их изменения.

Что касается первого вопроса, то он достаточно хорошо изучен. Многолетние наблюдения позволяют не только описать климат того или иного региона, но и дать определенные заключения о механизмах, его порождающих. Например, мы хорошо знаем особенности «Западного переноса», который определяет климат Европы, можем подробно объяснить причины засушливости Сахары и т. д.

Географическая климатология накопила немалое количество фактов, которые с успехом используются при изучении механизмов, управляющих климатом.

Вместе с тем мы все время сталкиваемся с погодными аномалиями, объяснить которые, а тем более предсказать не в состоянии. Мы, например, почти ничего не знаем о причинах бедствий, постигших страны Сахеля (страны, расположенные к югу от Сахары), когда в течение целого ряда лет в этой засушливой, но в целом благодатной зоне не выпало ни одной капли дождя.

Нам до сих пор памятен 1976 год, когда Западная Европа была затоплена дождями, а влажная, в обычные годы лесная зона европейской части России задыхалась от жары и вызванных ею лесных пожаров. Объяснить подобные аномалии даже ретроспективно мы пока не умеем.

И тем не менее те сведения, которые накоплены климатологией, очень важны и их нельзя недооценивать. Известным русским климатологом А. Воейковым еще в XIX веке был сформулирован принцип: тепло на севере (имеется в виду северное побережье Советского Союза в районе Баренцева моря), сухо на юге — и наоборот: холодно на севере — дождливо на юге страны. И этот закон выполняется с удивительной точностью. Так, например, в конце 40-х годов началось похолодание Арктики. И немедленно начали происходить заметные изменения климата южных районов Советского Союза. И сейчас, когда в Арктике и на севере температура в среднем понизилась на величину, меньшую одного градуса, растительность юга сразу же отозвалась на это. Особенно чувствительный индикатор — это флора пустынных и околопустынных районов. Так, например, за последние 27 лет в районах барханных песков восточной Туркмении количество растений в самих барханных песках увеличилось в 8 раз! В аридной зоне, примыкающей к пустыне Каракум, плотность естественной растительности увеличилась на 20–25 процентов, и в настоящее время там происходит интенсивное восстановление кустарников, погибших в предыдущий более засушливый период.