Вздувшиеся реки

Cпасатель во время сильных наводнений в Боснии и Герцеговине 20 мая 2014 года. Фото: Srdjan Zivulovic / Reuters

Загрязнение атмосферы аэрозолями ускоряет течение рек и наполняет их водой, выяснили климатологи

Александр Телишев

6 октября, 2014 11:36

6 мин

Большое число наводнений в последние 20–50 лет и других стихийных бедствий, связанных с реками, может быть вызвано «человеческим фактором». За последние полвека угольные ТЭС мира выбросили в атмосферу планеты огромное количество частичек пыли, сажи, микрокапель воды и прочих аэрозолей, которые поглощают лучи Солнца и не дают им достигнуть поверхности Земли. Поэтому многие крупные реки в умеренных широтах «вздулись» и заметно ускорили свое движение из-за недостатка света, испаряющего их воды. К такому выводы пришли французские и британские климатологи, чьи выводы были опубликованы в журнале Nature Geoscience.

«Мы выяснили, что снижение в яркости Солнца привело к значительному усилению в течении рек, протекающих через умеренные широты северного полушария, где сосредоточены крупные промышленные центры. По нашим расчетам, реки в центрально-европейском бассейне, где наблюдался максимальный уровень загрязнения, ускорили свое течение на 25% в 1980 году, на который приходится пик выбросов аэрозолей», — рассказывает Никола Гедни из Объединенного центра гидрометеорологических исследований в Уоллингфорде (Великобритания), ведущий автор исследования.

В стратосфере — слое воздуха на высоте от 11 до 50 километров от поверхности моря — «дрейфует» огромное число частиц и капелек диаметром от нескольких нанометров до нескольких десятков микрометров, толщиной меньше человеческого волоса. Подобные фрагменты материи, способные парить в воздухе на протяжении очень длительного времени, ученые называют аэрозолями.

По оценкам климатологов, примерно 90% атмосферных аэрозолей возникают без участия человека. Они являются фрагментами вулканического пепла, гранулами песка, каплями воды с поверхности океанов, кусочками сажи из горящих лесов, а также другими природными частицами. Остальные 10% возникают в результате деятельности человека. В зависимости от химического состава и размера частиц, аэрозоли могут как охлаждать планету, рассеивая солнечный свет, так и подогревать, подобно парниковым газам.

Обычно климатологи пытаются оценить то, как эти микрочастицы влияют на климат планеты при помощи моделей, которые описывают поведение аэрозолей и оценивают их влияние на климат, используя данные, собираемые климатическими спутниками. Основным параметром таких моделей является так называемая «оптическая толщина» аэрозолей (степень их непрозрачности на языке науки), а также концентрации капель в облаках. Как правило, чем больше частиц аэрозолей в воздухе, тем плотнее становятся облака, в силу чего их отражающая способность повышается. По этой причине, повышение концентрации аэрозолей обычно приводит к ослаблению «обогрева» Земли солнечными лучами и замедлению глобального потепления.

Гедни и полдюжины других климатологов из Великобритании и Франции подошли к проблеме присутствия аэрозолей в воздухе с другой стороны. Они проследили не за тем, как они влияют на атмосферные процессы и климат планеты в целом, а на то, что происходило на поверхности Земли по мере роста концентрации частиц и микрокапель в атмосфере со времен начала научно-технической революции в середине XX века.

Как отмечают авторы статьи, главным «поставщиком» аэрозолей в прошлые десятилетия и сегодня являются угольные электростанции, выбрасывающие огромное количество капель и золы в атмосферу. В конце 70-х годов прошлого столетия многие ТЭС в европейских странах, Канаде и США перешли с каменного на бурый уголь. Он оказался дешевле для энергетиков, но при этом при его сжигании выделяется заметно больше сажи и микрокапель жидкости. С этого момента доля аэрозолей в воздухе начала лавинообразно расти до второй половины 80-х годов, когда использование этого угля было запрещено в большей части промышленно развитых государств.

Химический состав и оптические свойства «каменноугольных» и «бурых» аэрозолей были хорошо изучены за последние годы. Используя эту информацию и данные о колебаниях в долях углекислоты в атмосфере с 1901 года, Гедни и его соратники проследили за тем, как изменения в концентрации аэрозолей в воздухе влияли на количество тепла и света, достигавшего поверхности Земли.

Оказалось, что быстрый рост концентрации частичек сажи и микрокапель жидкости в атмосфере привел к крайне любопытному изменению в том, как ведут себя и как выглядят реки. Начиная с 70-х годов все крупные водные артерии Европы, США, Канады, российского Урала и северо-востока Китая начали получать все больше воды и быстрее течь из-за того, что лучи Солнца заметно хуже испаряли воду в самих реках, в их притоках и прогревали почву их бассейнов. При этом, чем более промышленным и загрязненным был тот или иной уголок промышленного севера Земли, тем сильнее был выражен этот эффект.

Как подчеркивают исследователи, «вздутие» рек было связано в первую очередь с выбросами аэрозолей — все остальные факторы, в том числе рост выбросов углекислоты, циклические колебания климата и изменения в режимах орошения посевных почв, влияли на этот необычный феномен не так сильно.

Какие следствия несет за собой подобное ускорение рек и увеличение объемов воды в них? Во-первых, уменьшенное испарение воды в бассейнах рек весной или во время дождливых сезонов делает более вероятными наводнения и другие стихийные бедствия, связанные с «переполнением» рек. Кроме того, по мнению Гедни и его коллег, данный феномен может заметно менять уровень осадков в загрязненных районах и близких к ним уголках Земли.

Авторы статьи в то же время напоминают, что уровень аэрозолей в атмосфере Европы и многих других промышленных регионах планеты постепенно снижается после перехода большинства ТЭС на более «дружелюбные» для экологии виды топлива, а также бурного развития «зеленой» энергетики в Европе и США. С другой стороны, в ближайшем будущем страны Центральной Европы и российские приуральские области и республики может ждать другая проблема. По мере понижения концентрации аэрозолей будет падать и уровень воды в реках, что потенциально может вызвать проблемы с доступом к чистой питьевой воде.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе