Каждый градус на счету

Помните, друзья, менее года назад, в сентябре 2019 г., мы рассказывали вам о том, что Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК, IPCC ) опубликовала доклад, который касается состояния океанов и криосферы (ледяного покрова) Земли? Это событие стало итогом двухлетней работы более 100 экспертов из 30 стран мира, доклад был утвержден правительствами 195 стран. В состав группы экспертов вошли и трое российских ученых, среди которых – заведующий отделом гляциологии Института географии РАН Станислав Кутузов.

В докладе МГЭИК прогнозировалось развитие событий по двум сценариям. Согласно первому, человечество начнет интенсивно сокращать парниковые газы и удержит темпы глобального роста температуры в пределах 1.5-2 град. С. По второму – выбросы парниковых газов останутся на прежнем уровне, температура вырастет более чем на 4 град. С, а площади горных ледников к 2100 г. сократятся на 80%.

А каким образом такое существенное таяние ледников может повлиять на реки нашей страны? Если говорить о речном стоке, то жители России, по мнению Станислава Кутузова, находятся в лучшей ситуации, чем, к примеру, жители тропических районов. В Андах есть выраженные влажный и сухой сезоны, при этом в сухой сезон ледники являются основным источником питания рек. В России же распределение осадков в горах более-менее равномерно, поэтому изменение стока за счет таяния ледников будет сглаженным.

Однако распределение речного стока все-таки изменится. При этом для понимания сути изменений необходимо от глобальных выводов переходить к локальным, но общая схема следующая: чем активнее таяния ледников, тем выше речной сток, но после достижения максимума стока площадь ледников становится меньше, и ледниковый сток начинает снижаться. Самое большое влияние таяние горных ледников окажет на города и населенные пункты, источником воды для которых были горные реки.

«Когда в долине ледник исчезает, то летом сток происходит только из осадков и грунтовых вод, то есть нет подпитки реки от ледника, – говорит Станислав Кутузов. – Уже к 2050 г. на Кавказе масса ледников сократится вдвое. Мы это уже наблюдаем. Например, Эльбрус потерял 23% своей массы за последние 20 лет – с 1997 г.».

Питание крупнейших водных артерий России – Волги и Лены – происходит за счет таяния снега, выпадения дождя и грунтовых вод. «Чем вы ниже по течению от ледника, тем влияние на сток меньше, – уточняет Станислав Кутузов. – Доля ледникового питания существенна для Средней Азии, но занимает меньшую долю в питании рек Кавказа».

Безусловно, реакция водных ресурсов на быстрые изменения климата (да-да, именно так корректнее называть пресловутое глобальное потепление) сложная и неоднозначная. Гидрологи Института географии РАН исследуют не только вопросы изменения количества воды в будущем, но и ее качества.

Для оценки изменения количества воды в каком-либо регионе в расчет берется множество физических факторов – изменение режима осадков, испарения, таяния ледников и условий стекания воды с водосбора. А для оценки изменения ее качества придется подключить химические и биологические факторы – потребление и расходование кислорода, деструкция органики, рост и отмирание живых существ и т.д. То есть количество факторов, которые необходимо учесть, возрастает на порядок. Именно поэтому, по мнению гидролога Института географии РАН Марии Сидоровой, ни сейчас, ни в обозримом будущем не стоит ждать появления моделей, которые смогут адекватно рассчитать изменение качества воды при климатических изменениях. И все же, зная основные закономерности, мы можем порассуждать на эту тему.

«Ряд исследований показывает, что в результате климатических изменений в некоторых районах нас ожидает снижение речного стока в 21 веке, – говорит Мария Сидорова. – Юг Европейской части России, предгорья Кавказа будут характеризоваться низким стоком из-за повышения температур, а значит увеличения испарения и таяния ледников. При этом сбросы сточных вод в водные объекты разбавляются в меньшем количестве воды, и концентрации загрязняющих веществ могут не снижаться до приемлемого уровня. То есть при уменьшении стока рек снижается их потенциал разбавления, концентрации вредных веществ растут, качество воды падает.

Также при повышении температуры воды будут активнее размножаться различные водоросли и фитопланктон, – продолжает Мария. – С одной стороны, они активнее фотосинтезируют и повышают содержание кислорода, а с другой – многие виды сине-зеленых водорослей токсичны, и при массовом их размножении может происходить «цветение» рек – опасное для экосистем явление, знакомое многим из нас, когда прозрачная вода рек и озер превращается в зеленый «бульон».

При повышении температуры ускоряются многие химические реакции, в том числе биохимическое потребление кислорода, деструкция органики, что в комплексе с уменьшением времени ледостава увеличивает способность рек к самоочищению. «При повышении температуры воздуха будут сильнее нагреваться верхние слои воды в водоемах, что сделает более устойчивой вертикальную температурную стратификацию, – говорит Мария Сидорова. – То есть теплая вода остается на поверхности, а более холодная и плотная – у дна. В этой ситуации в придонных слоях, куда не проникает свет, возможны заморы – смерть живых организмов из-за отсутствия кислорода, который не поступает с поверхности и не вырабатывается в темноте».

По словам Марии Сидоровой, многие исследования указывают на увеличение интенсивности ливневых осадков, что может вызывать активную эрозию почвы, смыв в водотоки ее твердых частиц и других загрязнений с водосбора и, соответственно, увеличение мутности и ухудшение качества воды. Однако для некоторых территорий эта ситуация обратная. «Для большей части Европейской России значительно снижается интенсивность весеннего половодья за счет того, что зимние оттепели не дают накопиться значительному количеству снега, – говорит Мария Сидорова. – Вода тает и впитывается в почву, пополняя грунтовые горизонты, а весной потоки с водосбора в реки практически отсутствуют. Раньше основной поток загрязнений (удобрения, отходы скота и т.д.), смываемых с поверхности водосбора в реки, проходил именно в половодье, то есть можно ожидать значительного улучшения качества речных вод в этом районе, если его, конечно, не изменят другие факторы».

Согласитесь, друзья, есть над чем поразмышлять. Интересно, какие процессы будут преобладать? Конечно, существует множество локальных моделей для отдельных водных объектов, но в большинстве случаев ответов на эти вопросы у ученых пока нет. Но уже сейчас очевидно, что основной фактор ухудшения качества водных ресурсов – это не изменение климата, а влияние человека, так что внедрение водосберегающих технологий и активное применение технологий очистки воды поможет снивелировать возможное влияние быстрых климатических изменений на водные ресурсы.

Фото – Иван Лаврентьев, отдел гляциологии Института географии РАН – ледники, озера и реки Приэльбрусья