Климат, согласно новейшим научным данным, меняется гораздо быстрее, чем ожидалось несколько лет назад. В октябре 2023 года президент утвердил новую экологическую доктрину России, согласно которой к 2060 году Россия собирается достичь углеродной нейтральности. На III Конгрессе молодых ученых эксперты обсудили, какие климатические проблемы стоят перед российским обществом, в чем их схожесть с мировыми вызовами и в чем уникальность именно российской ситуации и подхода к их решению.
Технологии для климатического регулирования
«Мы должны принимать решения о климатическом регулировании на основе обоснованных и качественных научных исследований. Эксперты подчеркивают, что сейчас наша потребность в новых технологиях как ответе на климатические вызовы острее, чем когда-либо», — отметила председатель совета федеральной территории «Сириус», руководитель образовательного фонда «Талант и успех» Елена Шмелева.
Сегодня на территории России действуют 17 карбоновых полигонов, и таким образом в решение климатических проблем включены десятки научных институтов и университетов. Российская стратегия низкоуглеродного развития до 2050 предполагает использование новых экологических технологий, например использование искусственного интеллекта для мониторинга и прогнозирования климатических изменений.
Сильный шторм в Сочи: причина — глобальное потепление?
«Следует отметить большое разнообразие природных и климатических зон в России. Не существует одного универсального решения для всей страны, поэтому каждый регион формирует свой собственный план адаптации, зависящий от специфики климатических и географических условий региона, от направления и степени развития промышленности и других факторов», — уточнила Елена Шмелева. 59 регионов России такие планы уже утвердили.
Также Елена Шмелева напомнила о сильном шторме, который прошел на российском побережье Черного моря в 26–27 ноября. Необычная сила этого шторма связана с климатическими изменениями последних десятилетий. Шмелева отметила, что данные оценочного отчета Росгидромета говорят об увеличении повторяемости таких явлений, что не может не беспокоить.
Студенты и изменение климата
Важно не только прогнозирование, но и адаптация. Например, при планировании городов стоит учитывать мнение специалистов-климатологов. Еще одно важное прикладное направление, которое инициирует университет «Сириус», — строительная климатология. В частности, к ней обращаются при строительстве кампуса мирового уровня на федеральной территории «Сириус». Как отметила Елена Шмелева, строительство такого «низкоуглеродного» кампуса было бы логичным продолжением строительства спортивных объектов для олимпиады, которые также были построены с нулевым углеродным следом.
«Мы уверены, что наши профильные программы будут воспитывать новых ученых, для которых климатология станет приоритетным направлением. Наша программа "Большие вызовы" уже сейчас дополнена треком по климатологии. В школе "Сириус" вместо уроков по физкультуре можно проходить пешие экологические маршруты, и это пользуется большой популярностью среди школьников», — рассказала Елена Шмелева.
«Перешли от вопроса "Кто виноват?" к "Что делать?"»
Ежегодно специалистами Института глобального климата и экологии имени академика Ю. А. Израэля (ИГКЭ) составляется национальный кадастр антропогенных выбросов. В кадастре учитываются все парниковые газы, которые выбрасываются в атмосферу, ведется статистика по регионам.
Директор ИГКЭ Анна Романовская отметила, что сейчас однозначно доказано, что к потеплению привело антропогенное воздействие. Она также упомянула, что сессия в Сочи проходит параллельно с климатической конференцией ООН в Дубае, что подчеркивает, что экологические проблемы являются общими для всех стран, а Россия может стать одной из ведущих стран, которые будут работать над их решением.
«Честно скажу, принятие антропогенного влияния на климатические изменения шло в России медленнее, чем в других странах. Мы прошли стадии отрицания, гнева и сейчас пришли к конструктивному ответу на вопрос "Что дальше делать?". Участие России в плане по снижению выбросов и новая экологическая доктрина доказывают, что наша страна будет играть значимую роль в мировом снижении выбросов. Дискуссии о том, что ничего делать не надо, сходят на нет. И когда мы перешли от вопроса "Кто виноват?" к "Что делать?", мы обнаружили, что в обществе есть запрос на экологическую повестку», — пояснила Анна Романовская.
«Уменьшить выбросы пока невозможно»
Романовская также отметила, что сейчас, до 1 декабря, Институт глобального климата и экологии должен подвести итог по антропогенным выбросам за этот год. В 90% случаев ученые получили коэффициенты ниже, чем рекомендует Межправительственная группа экспертов по изменению климата, где-то 2%, где-то 4%. Романовская подчеркнула, что раньше эти показатели просто не исследовались. Однако, по мнению Анны Романовской, вывод из глобального подведения итогов однозначный — делается недостаточно.
Пока что мы не можем достичь тех целей, которые зафиксировало Парижское соглашение. Например, потепление вряд ли удастся удержать в пределах 2 °C. Выбросы растут и продолжают расти. В 2020 году мировые выбросы сократились на 5% (в России на 6%), но затем произошел скачок вверх, и цифры превысили не только год пандемии, но и уровень 2019 года. В 2021-м в России количество выбросов увеличилось на 10% и более.
Тем не менее выбросы можно контролировать. Скорость роста выбросов стала меньше, чем в 2010-х годах, однако уменьшить количество выбросов и контролировать состав выбросов пока, как заявила Анна Романовская, невозможно.
«Очень бы хотелось пожелать, чтобы делегация России в международной климатической повестке выступала бы гарантом научной основы для подписания договоров и чтобы опора в доктринах и планах, принимаемых мировым сообществом, была только на научные знания, полученные Межправительственной группой и российскими учеными», — пожелала Анна Романовская.
Она также подчеркнула, что не стоит ждать, пока наука ответит на все вопросы: мы этого никогда не дождемся. Необходимо предпринимать конкретные действия по борьбе с климатическими изменениями уже сейчас.
Проблема метана из деградирующей вечной мерзлоты
В конце 1980-х стало известно, что над Арктикой повышено содержание метана. Так как метан является побочным продуктом многих производств, логично было бы предположить, что его наибольшее содержание будет в средних широтах, но наблюдения это оспорили.
«Еще в 1990-х мы выдвинули гипотезу, что это может быть связано с изменением состояния мерзлоты, которая является кладовой для гигантских запасов углерода, например в районе моря Лаптева, где сосредоточены гигантские запасы гидратов (твердого метана). В вечной мерзлоте хранится 7–8 гигантонн метана, тогда как в атмосфере — 5–6 гигатонн. Если малая доля этих гидратов, стабильность которых контролируется состоянием вечной мерзлоты, высвободится, то климат существенно изменится», — объяснил заведующий лабораторией арктических исследований Тихоокеанского океанологического института им. В. И. Ильичева ДВО РАН Игорь Семилетов.
Ученые пришли к выводу, что пузырьковые выбросы метана в атмосферу весьма значительны, и уже сейчас видна их большая роль в формировании климата. В 2010-х годах выяснилось, что пузырьковые выбросы метана из гидрантов составляют около 20 миллионов тонн в год, что сопоставимо с выбросами метана от промышленности США. Это объясняет, почему над Арктикой столько метана.
«Сегодня мы уверенно доказываем, что российские ученые являются лидерами в исследованиях вечной мерзлоты. Американские ученые называют пузырьковые выбросы метана из зон вечной мерзлоты темой номер один в науках о земле. Мы являемся лидерами в этом направлении, ведь шельф-то российский. Мы открыли миру этот процесс, а американцы готовы выделить огромные деньги на его исследование, потому что его значение для климата очень существенно», — рассказал Игорь Семилетов.
Он упомянул, что не важно, антропогенная ли причина таяния гидрантов в целом, но очевидно, что антропогенное потепление заставляет таять наземную вечную мерзлоту. Игорь Семилетов подчеркнул, что главам государств придется пересматривать Парижское соглашение при учете деградирующей вечной подводной мерзлоты. Таким образом, таяние гидрантов несет очень значимые геориски.
Малярия возвращается из-за глобального потепления
В климатической доктрине риски здоровью граждан выступают одним из важнейших последствий климатических изменений. О связи климатических рисков и санитарно-биологического неблагополучия граждан рассказал специальный представитель Министерства науки и высшего образования по вопросам биологической и экологической безопасности Николай Дурманов. Он кратко коснулся того, что тепловые волны обостряют заболевания сердца, изменение состава воздуха обостряет заболевания легких, а загрязнение воды, которое часто следует за стихийными бедствиями, так или иначе связанными с глобальным потеплением, негативно сказывается на состоянии печени и почек. Также Николай Дурманов отметил, что тепловые волны крайне неблагоприятно влияют на людей, которые страдают психическими заболеваниями.
Главной проблемой, однако, по словам Николая Дурманова, выступают инфекции. Климатические изменения ведут к тому, что в зоны средних широт мигрируют переносчики тропических инфекций. Многие заболевания выходят из-под контроля. Считается, что увеличение температуры на 1,5 °C (предусмотренное и планируемое парижским соглашением) приведет к многократному увеличению заболеваемости инфекционными заболеваниями, в том числе неизвестными.
«На планете существует много заболеваний, о которых мы ничего не знаем. Может, скоро придет новая опасная инфекция, как три года назад пришел коронавирус. Есть проблемы, которые возникли буквально в последние два-три года. Одна из них касается Европы, умеренной зоны Северной Америки и федеральной территории Сириус — это появление знаменитых комаров-переносчиков опасных заболеваний. Это азиатский тигровый комар, желтый лихорадочный комар — вместе они переносят чрезвычайно большое количество опасных инфекций. По сравнению с ними коронавирус, от которого мы так пострадали, — ученик младших классов. В Европе с некоторых пор большая проблема с тропическими лихорадками, например с лихорадкой Денге, которая также начала появляться в России», — рассказал Николай Дурманов.
Также Дурманов подчеркнул, что в последние годы забытые инфекции, например малярия, возвращаются в те места, которые сейчас считаются санаторными. 130 лет назад срок выживания российских солдат в фортах в Сочи составлял около года, тогда как в Сибири люди спокойно доживали до преклонных лет.
«Можно ожидать, что в течение 3–5 лет лихорадка Денге станет проблемой для нашей страны, особенно для южных территорий. Сейчас этой инфекцией болеют около 200 миллионов людей на планете, смертность от нее больше, чем от коронавируса. И таких лихорадок — актуальных и еще неизвестных, которые находятся в двух самолетных рейсах от нас, — сотни», — добавил Николай Дурманов.
Местной, российской проблемой выступают клещи умеренных широт, которые продвигаются на север по мере потепления климата. Они переносят с собой не только энцефалит и боррелиоз, но и анаплазмоз, эрлихиоз и многие другие заболевания — до 38 штук. В Соединенных Штатах боррелиозами в год заражаются 300 тысяч людей. Так как Россия тоже является «лесной» страной, это проблема и для нас.
Вакцина заранее
«Как инфекции к нам "пришли" на стероидах, так и наши медицинские технологии выросли на стероидах. Искусственный интеллект помогает вырабатывать вакцины, разрабатывать новые лекарства, предсказывать структуру белков, перепрофилировать лекарства и выявлять у них новые свойства. Мы используем искусственный интеллект, чтобы мониторить инфекции и заранее предсказывать, когда та или иная инфекция придет в Россию», — рассказал Николай Дурманов.
Специальный представитель Минобрнауки по вопросам биологической и экологической безопасности добавил, что в лабораториях можно заранее складывать структуру будущих вакцин, чтобы, когда к нам придет инфекция, мы были к ней подготовлены.
Интернациональная кооперация для борьбы с климатическими изменениями
Агропромышленный комплекс также страдает от климатических изменений, в результате чего продовольственная безопасность страны может быть поставлена под угрозу. Глобальное потепление ставит новые вызовы, связанные в числе прочего с изменениями условий хозяйствования.
«Африканские экономические системы очень сильно зависят от сельского хозяйства, а те зависят от объема дождей, которые прольются на поле. Методом борьбы с этим является система орошения, которая, однако, в Африке не развита. Также у нас есть проблема деградации земли. Это ведет к росту безработицы. Задачей интернациональной кооперации должна стать технологическая поддержка для того, чтобы развить агрикультурные системы. Также мы хотели бы осуществить кооперацию между вузами, так как нам нужны экспертные знания в этих сферах», — рассказал декан факультета сельского хозяйства и пищевых систем Университета Зимбабве Элайджа Ньякуда.
Он предложил возможность прохождения студентами двухдипломной программы, когда студенты будут учиться 2 года в России и 2 года в Зимбабве, что даст студентам также практику в решении реальных задач в агрокомплексе Африки в течение обучения.
Биоразнообразие vs Развитие инфраструктуры
Для Камчатского края стоит задача не только адаптации городской инфраструктуры, но и сохранения хрупких местных экосистем. С одной стороны, нужно сохранить уникальную природу Камчатки, с другой стороны, экономическая стратегия региона связана с увеличением туристического потока и строительством новой инфраструктуры, что увеличивает нагрузку на хрупкие экосистемы. Исполняющая обязанности ректора Камчатского государственного университета имени Витуса Беринга Ольга Ребковец рассказала, что вуз разрабатывает программу комплексных исследований Камчатки, где важной темой становится сохранение биоразнообразия. В Камчатском университете есть программа по экопросвещению в школах. Она реализуется Крановским заповедником, поднимает вопросы экопросвещения на Камчатке. Также создаются центры экокомпетенций на базе университетов. Вместо БЖД в вузе рассказывают про окружающую среду, стараются воспитать таких педагогов, которые дальше могут воспитывать в детях экологическое сознание.
В скором времени будет реализован проект «углеродно-нейтральный турист» — программа просвещения туристов, группа организаторов которой собралась на прошлом Конгрессе молодых ученых. В рамках нового кампуса Камчатского университета будет реализована программа «Климатические вызовы», для чего уже сейчас готовится инфраструктура. Например, университет закупил лайтер для анализа климатически активных веществ.
В ближайшие годы на Камчатке должны создать карбоновые полигоны, планируется строительство кампуса, который станет углеродно-нейтральным и будет учитывать принципы энергосбережения.
Измерять долю метана из космоса
Также есть проблема с мониторингом климатических изменений. Сейчас существуют приборы для наземного отслеживания, но Россия — слишком большая страна. Везде поставить датчики невозможно. Однако отслеживать состав воздуха можно с помощью космического мониторинга.
«Все думают, спутники — это тяжело и дорого, но на самом деле космос становится более доступным. Мы видим для нашего проекта несколько технологических решений: спутниковые группировки, системы БПЛА, карбоновые полигоны, наземные датчики. Наши технологии — это спутник, собирающий данные. Спутник позволяет получать данные с поверхности земли», — пояснил Игорь Кожелин, генеральный директор «СР ДАТА».
IT-решения по обработке — это не просто распознавание изображения на снимке. У «СР ДАТА» есть собственный спектрометр, данные с него нужно обработать и затем получить аналитику и выполнить анализ. Сегодня с помощью спутников можно быть максимально локальным, максимально точным. К сожалению, нельзя создать универсальное устройство, поэтому космический мониторинг осуществляется с помощью системы кубсатов для отслеживания изменения климата и отслеживания загрязнений. Но разработки ведутся. «СР ДАТА» планируют запустить два демонстратора, чтобы проверить показатели и метана, и углекислого газа.
«Мы сделаем первые версии ПО, пока на основе открытых данных. Наша задача — протестировать инструменты. Стратегически важно иметь свою собственную систему инструментов и верификаторы, чтобы понимать, что у нас происходит с климатом в стране», — отметил Игорь Кожелин.
Будущее климата: машины с маленьким термоядерным реактором?
Руководитель образовательного фонда «Талант и успех» Елена Шмелева подчеркнула важность значения научно-технологического развития для решения климатических вызовов и задала вопрос: какие направления исследований для борьбы с климатическими изменениями должны быть интересны?
«Для нашей страны наиболее актуальна оценка прямого и косвенного ущерба. Косвенное — полное или частичное разрушение экосистемы. Мы не понимаем, какие у нас потери ВВП в связи с изменениями климата. Продовольственная и водная безопасность нашей страны недоизучена. В Сочи, Крыму, в южных регионах есть риск засух, дождей там стало меньше. Оказывается, на северном побережье нет питьевой воды, вся вода там завозная. Мы не понимаем источники метана на суше и в океане. Цифры в исследованиях различных ученых отличаются в 3–4 раза. Потенциал океана по поглощению им углекислого газа недостаточно исследован, его роль в климатической системе огромная», — рассказала директор Института глобального климата и экологии имени академика Ю. А. Израэля Анна Романовская.
В качестве перспективного направления исследований она выделила эксперименты и изучение океана: что и как можно в нем изменить, чтобы он выбрасывал немного меньше углекислого газа, а больше поглощал. Также Анна Романовская посоветовала обратить внимание на развитие спутниковых систем, космического мониторинга, распространение проекта «Природно-нейтральный турист». Она отметила, что деятельность карбоновых полигонов очень заметна, и теперь наши студенты знают, как считать углеродные выбросы. «Если мы знаем, как считать, значит, знаем, как сокращать», — резюмировала директор Института глобального климата и экологии имени академика Ю. А. Израэля.
«Хочется верить, что фокус исследований будет направлен на природоподобные решения. Курчатовский институт, надеюсь, продолжит заниматься термоядерной энергетикой, и это тоже природоподобное решение. Я хочу думать, что когда-то мы будем ездить на машинах с маленьким термоядерным реактором, а Россия станет экспортером экологических решений», — заявила Анна Романовская.
Автор: Алиса Ершова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
