Оценка опасных явлений из космоса



ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И УГРОЗЫ

 

Доклады Римского клуба. Глобальные модели и прогнозы развития цивилизации

Несмотря на большое число прогнозов, от самых пессимистических (гибель современной цивилизации, которая сама себя уничтожит) до полностью оптимистических (например, утопических идей о глобальной экосистеме, которая питалась бы от возобновляемых ресурсов и была бы организована наподобие европейских деревень), роль триггера (пускового механизма) в отно­шении прогнозов развития человечества следует признать за первым док­ладом Римского клуба.

По инициативе итальянского экономиста и специалиста в области управления промышленностью доктора А. Печчеи в апреле 1968 года в Риме собралась группа из 30 ученых, представлявших 10 стран. В группу входили специалисты по разным областям знаний, которые собрались, чтобы обсудить настоящие и будущие проблемы человечества. Эта группа ученых и вошла в историю как "Римский клуб".

С этого времени издает­ся серия "Доклады Римского клуба" под общим названием "Затруднения человечества".

5) Первый из докладов – "Пределы роста" – был подготовлен в 1972 году группой ученых Массачусетского университета под руководством супру­гов Д. и Д. Медоуз.

Группа строила глобальные модели с помощью методик системного анализа, разработанных Дж. Форрестером в 1968-1971 гг. Результаты моделирования показали, что промышленный рост и потребление ресур­сов будут продолжать увеличиваться ускоряющимися темпами наряду с ростом численности населения и увеличением потребления энергии до тех пор, пока не будет достигнут некий предел. Затем произойдет катаст­рофа. В потреблении многих жизненно важных ресурсов будут наблю­даться циклы взлетов и падений. В докладе осуждается общественная мания роста, при которой ставится цель на каждом уровне (индивиду­альном, семейном, классовом, национальном) стать богаче и могущест­веннее, без учета окончательной платы за экспоненциальный рост.

Большинство людей поняло ситуацию так, что следует незамедли­тельно прекратить промышленный рост или изменить весь стиль нашей жизни, так как в противном случае неминуема катастрофа.

В последующих докладах были сделаны попытки не только описать более подробно существующую ситуацию и предсказать варианты буду­щего развития человечества, но и обосновать действия, которые необхо­димо предпринять, чтобы избежать катастрофы.

Во втором докладе – "Человечество на перепутье" (подготовлен М. Месаровичем и Э. Пестелем, учеными из США и ФРГ) – анализ проводился на основе выделения на Земле десяти взаимозависимых регионов, где проблемы значительно различаются.

Авторы пришли к заключению, что пассивное следование стихийному развитию ведет к гибели, поэтому мир больше не должен развиваться стихийно. Особое внимание было обращено на постоянно расширяю­щиеся пропасти, которые находятся в центре современного кризиса: ме­жду человеком и природой и между богатыми и бедными. Идеи авторов второго доклада были поддержаны экологами, которые призвали обеспе­чить единство всего мира в отношении взглядов на взаимозависимость человека и природы, ограниченности пространства Земли. Необходимо, чтобы развитие каждого региона шло своим путём, но исходя из гло­бальных, а не узких национальных интересов. Таким образом, модель мира выглядела как гибкий, базирующийся на вычислительной технике инструмент планирования, содержащий в себе многоуровневые регио­нальные модели мировой системы.

Возможность успешного сочетания глобальных и локальных целей была обоснована последующими докладами Римского клуба. Они также посвящались глобальным, в том числе экологическим проблемам, на­пример, проблемам переработки отходов, использования энергии, повы­шения качества жизни и социальной организации общества, достижения изобилия и благосостояния народов и государств.

Благодаря Римскому клубу быстро возросла международная осведом­ленность о мировой проблематике, был сделан переход от анализа и ди­агностики состояния современной цивилизации к поиску путей выхода из критической ситуации.

6)Сейчас моделирование стало рабочим инструментом комплексного про­гнозирования глобальных проблем человечества. Модели оказывают серьезное воздействие на мировое развитие. Методической основой нового направления стал весь спектр современных возможностей математики и вычислительной техники: системная динамика (Дж. Форрестер), теория многоуровневых ие­рархических систем (М. Месарович), принцип "затраты – выпуск" (В. Леонтьев), математическое программирование (Л. Канторович) и др.

Уже первые результаты моделей позволили сформулировать ряд клю­чевых позиций, связанных с проблемой экологиче­ской безопасности на глобальном уровне:

– народонаселение и ресурсы не могут расти бесконечно на конечной планете;

– технологический прогресс неизбежен, но необходимы также социаль­ные, экономические и политические изменения;

– недостаточно изучена емкость среды, т. е. не известно, до какой сте­пени физическая среда Земли и системы жизнеобеспечения смогут удовлетворять нужды и потребности будущего роста населения;

– в сложившейся ситуации сотрудничество имеет большую ценность, чем конкуренция.

К настоящему времени построено уже несколько поколений глобаль­ных моделей. Сделаны прогнозы развития до середины и конца XXI века на основе использования таких компонентов, как экономика, природные ресурсы, население, продовольствие, состояние окружающей среды.

Ряд моделей посвящен природным процессам, в частности, глобаль­ному климату. В некоторых моделях рассматривается возможность со­вместного существования биосферы и технического (бесприродного) ми­ра. Для управления такой сложной сбалансированной структурой потре­буется очень мощная и невиданная по масштабам система управления. Иногда ее называют ноосферой – термин В.И. Вернадского, который по­лучил широкое распространение.

7) Оценки глобального экологического состояния до сих пор остаются весьма неопределенными. Они выражают в основном три подхода:

1) оптимистический – необходимо предотвратить возможный экологиче­ский кризис;

2) умеренно пессимистический – планета находится в преддверии кризиса;

3) крайне пессимистический – разрушение естественных экосистем на суше, достигшее в XX веке больших масштабов, нарушило замкнутость глобального круговорота необходимых для жизни веществ – биогенных элементов. В результате во всех средах – атмосфере, пресных водах, почве – идут быстрые глобальные геохимические изменения окружающей среды, порождающие следующие экологические угрозы:

– нарушение устойчивого климата в результате роста концентрации в атмосфере парниковых, озоноразрушающих и других газов, измене­ния альбедо поверхности Земли и нарушения континентального влагооборота (это ведет к росту аномальных метеорологических явлений, неустойчивости и глобальным изменениям климата, нарушению сол­нечного спектра, опустыниванию, смещению географических зон и распространению на новые территории носителей опасных болезней);

– превращение таких возобновляемых ресурсов, как атмосферный воздух, пресная вода, почва, в невозобновляемые, так как они теперь не воспроиз­водятся в прежнем качестве в пределах естественных колебаний;

– быстро нарастающее исчезновение биологических видов (в том числе имеющих промысловое и хозяйственное значение), которые также пере­стают быть возобновляемым ресурсом;

– распад генетических программ человека.

Из-за недостаточности информации даже вся сумма глобальных мо­делей не дает ответов на главные вопросы, стоящие перед человечеством.

Средства массовой информации переполнены сообщениями пессими­стического характера. Мрачные перспективы, обозначенные в докладе супругов Медоуз, получили поддержку в книге Р. Карсон о воздействии пестицидов, грозящем потеплении климата, таянии ледников, а также в виде других драматических прогнозов. В дискуссию вступил даже вице-президент США А. Гор (в 1993 году вышла в свет его книга).

Катастрофы вследствие истощения ресурсов в связи с ростом населения и экономики прогнозируются к середине или концу следующего столетия.

Как отмечали в своей книге супруги Медоуз, специалисты иногда описывают причины ухудшения экологической обстановки формулой, учитывающей объемы потребления (воздействие на окружающую среду), численность населения и ущерб, нанесенный технологиями:

I = Р х Т

где I - объемы потребления (воздействие на окружающую среду);

Р - численность населения;

Т - ущерб, нанесенный технологиями.

Эта формула устанавливает прямую зависимость негативных послед­ствий для окружающей среды от деятельности человека.

Согласно аналитическим исследованиям, приуроченным к концу XX века, в новое тысячелетие планета Земля вступила с населением в 6.11 млрд. человек.

Число городских жителей в целом на планете растет (за счет разви­вающихся Стран).

На рубе­же столетий прирост составил 76 млн., или 1,27% в год.

Большинство оценок на ближайшую перспективу показывает выход чис­ленности человечества на постоянный уровень в пределах 10-14 млрд. Согласно мнению акад. С.П. Капицы, рост будет монотонным.

Однако могут появиться новые факторы, влияющие на демографиче­ские показатели, и процесс будет колебательным. По некоторым прогнозам, в ближайшее десятилетие основной причи­ной смертности в мировом масштабе может стать СПИД. С большой вероятностью можно предполагать, что уже через 20-30 лет прирост численности прекратится и даже станет отрицательной величиной. Тем не менее рано или поздно эффективное средство против СПИДа будет найдено.

Угроза всемирного голода – другого фактора, влияющего на глобальную экологическую ситуацию и безопасность, – в ближайшие десятилетия не представляется реальной, особенно если учитывать успехи генной инжене­рии в получении новых сортов сельскохозяйственных растений, устойчи­вых к вредителям, сорнякам и болезням. Замедление роста численности населения, а также выведение генетически модифицированных растений, устойчивых к отдельным заболеваниям и вредителям, во многом снимают угрозу продовольственного кризиса, казавшуюся реальной всего пять лет назад. Еще 5 лет назад делались прогнозы стабилизации или даже сниже­ния роста производства основных продовольственных культур (зерна, мя­са, рыбы), однако в последнее время показатели явно растут.

Важным фактором, определяющим направление мирового развития и экологическую обстановку, является энергетика. Добыча ископаемых видов топлива растет темпами, опережающими производство продоволь­ствия. При этом в добыче нефти наметилась тенденция к снижению, а в газовой индустрии, наоборот, – к увеличению. Сейчас добыча газа посте­пенно опережает по эквивалентной энергии (выраженной в тоннах ус­ловного топлива) показатели остальных энергетических отраслей. При­чины: выработка многих низкозатратных нефтяных месторождений, лег­кость транспортировки газа. Немаловажно, что при сжигании газа выде­ляется относительно меньше диоксида углерода в расчете на единицу энергии, что важно с точки зрения возможных изменений климата (гло­бального потепления).

Рост потребления энергии на душу населения сверх современного уровня не улучшит жизни в индустриально развитых странах, а, напро­тив, может вызвать обратный эффект. Единственная серьезная альтерна­тива традиционной энергетике – это ядерная индустрия. Однако после 1986 года число ее сторонников резко сократилось. Развитие сдерживает­ся психологическим "чернобыльским синдромом", а также не решенной до сих пор проблемой захоронения ядерных отходов.

Следует учитывать, однако, что вероятность прогностических данных на длительный период не может быть высокой хотя бы потому, что учесть все факторы, которые могут появиться в будущем, практически невозможно. В то же время, несмотря на сложность связей экологиче­ских, социально-экономических и политических проблем, все экологи сходятся в том, что следует не усиливать, а ослаблять давление на приро­ду, не осваивать оставшиеся пока нетронутыми территории, а постепен­но рекультивировать уже нарушенные. Только при таких условиях даль­нейший прогресс науки и техники может способствовать устойчивости жизни, окружающей среды и человечества.

Данные ряда исследований по прогнозам и моделированию перенесе­ны в официальные правительственные документы и материалы междуна­родных организаций (ООН и др.).

Для оценки сложившейся ситуации в мире и в отдельных странах ис­пользуются различные показатели и параметры.

Важнейшим параметром для оценки сохранения естественной терри­тории является плотность населения. Средняя плотность населения в ми­ре составляет сейчас 39.8 чел./кв. км.

С достаточной степенью надежности для оценки уровня антропогенного воздействия и вклада хозяйственной деятельности в разрушение природных экосистем может быть использован показатель потребления энергии на единицу территории страны. Он используется, в частности, при расчетах коэффициента антропогенного давления. Коэффициент ан­тропогенного давления достаточно надежно отражает степень воздейст­вия человека на экосистемы, страны и регионы. Однако он имеет неко­торые недостатки, в частности, неполно отражает ситуацию в развиваю­щихся странах, где уничтожение лесов идет путем их выжигания или вы­рубки без применения машин, т. е. без применения какой-либо регист­рируемой энергии.

Для оценки степени воздействия на биосферу предлагается использо­вать такой показатель как "индекс антропогенной нагрузки", который рас­считывается по показателям различных видов хозяйственной деятельно­сти (потребления пищи, древесины, энергии и т. д.) для отдельной стра­ны по отношению к среднемировому уровню хозяйства на суше.

Девяностые годы XX века были решающим десятилетием истории че­ловечества в отношении решения экологических проблем. Сохранение устойчивости биосферы требует существенного уменьшения антропоген­ного давления – считается, что биосфера может компенсировать любые возмущения, если потребление первичной продукции будет на уровне 1%; сейчас же оно примерно в 10 раз выше.

Специалисты заключают, что к 2006 году более продуктивное исполь­зование ресурсов даст возможность промышленно развитым странам снизить потребление энергии и материалов на три четверти при одно­временном повышении жизненного уровня своего населения. Если раз­вивающиеся страны воспримут их экономические модели, то решения принимаемые Всемирной метеорологической организацией относительно стиля жизни и технологий, могут определить дальнейшее развитие мира в целом.

8) Цели и пути обеспечения глобальной экологической безопасности

Понятие глобальной экологической безопасности пока не сформули­ровано достаточно четко, однако совершенно очевидно, что оно включает представления о глобальных экологических проблемах. К числу их от­носят глобальное потепление (повышение приземной температуры воздуха в результате роста концентрации парниковых газов), снижение содержа­ния озона в стратосфере и повышение концентрации тропосферного (при­земного) озона, обезлесивание, опустынивание, рост загрязненности всех природных сред (воздуха атмосферы, воды, почв и т. д.) и другие.

Часть из них в настоящее время имеет скорее региональные масшта­бы, но, судя по тенденциям, в ближайшем будущем они могут стать гло­бальными.

В настоящее время наиболее важными факторами, влияющими на глобальную безопасность, считают:

– природные и антропогенные изменения глобальной окружающей сре­ды, экологический риск;

– политическая и военная безопасность, факторы воздействия и риск;

– демографические изменения в глобальном масштабе;

– развитие экономики;

– безопасность технологий.

С целью решения глобальных экологических проблем приняты кон­венции и подписаны протоколы к ним. Внимание сосредоточено на сле­дующих экологических проблемах:

1. Климат и его изменения. Центром работ является Рамочная Кон­венция по изменению климата ООН (РКИК ООН), существуют также организации, проекты и "климатические" программы ВМО, выполняе­мые совместно с другими международными организациями (ЮНЕП, ЮНЕСКО и др.).

2. Проблема "чистой воды" – постоянно находится в центре внимания ВОЗ, различных структур ООН, ВМО.

3. Загрязнение окружающей среды – объект анализа, исследований и мониторинга, осуществляемого практически всеми перечисленными ме­ждународными организациями, а также межнациональными организа­циями. Все более важными становятся трансграничные и спорные меж­государственные вопросы, связанные с выявлением источников и "ви­новников" загрязнения. Принята конвенция о переносе загрязнений на большие расстояния. Выполняется специальная программа мониторинга трансграничного переноса загрязнений, создана сеть наблюдений.

Ряд программ посвящен анализу загрязнения по отдельным видам за­грязняющих веществ, наиболее опасных для здоровья человека и при­родных экосистем: диоксинам и диоксиноподобным веществам, тяжелым металлам, стойким органическим загрязняющим веществам и т. д.

4. Отходы. Принята Базельская конвенция "О контроле за трансгра­ничной перевозкой опасных отходов и их удалением". Все больше вни­мания уделяется радиоактивным отходам и радиоактивному загрязнению.

5. Потеря биоразнообразия и утрата видов. Принята Конвенция по биоразнообразию, выполняются международные исследовательские про­екты DIVERSITAS, разработана "Панъевропейская стратегия по сохране­нию биоразнообразия".

6. Прибрежные районы. Реализуются соглашения и документы, направ­ленные на сохранение природных экосистем и ландшафтов, обеспечение устойчивого развития побережий в ряде регионов при участии морских служб и организаций.

7. Медицинская экология. Проекты и программы выполняются под эги­дой ВОЗ и ООН.

8. Безопасность биотехнологий, трансгенных продуктов и продуктов пи­тания. Важность проблемы была в определенной мере обозначена на 2-й Конференции ООН по окружающей среде и развитию (КОСР-2). Актуаль­ной задачей в настоящее время является разработка законодательных ак­тов, направленных на обеспечение безопасности.

Во многих международных программах главным предметом исследова­ний являются взаимодействия между геосферой и биосферой. Этой необы­чайно емкой проблеме, охватывающей практически все науки о Земле и биологические науки, посвящена Международная геосферно-биосферная программа (МГБП), программы Международного геофизического года, Всемирная климатическая программа и многие другие. Проводится изуче­ние глобальных изменений с учетом влияния атмосферы на биогеохимиче­ские круговороты углерода, азота, серы, фосфора и воды, а также роли жизнеобеспечивающих факторов, таких как солнечная радиация, вода и плодородие почв.

Комитеты и комиссии различного уровня активно работают с целью решения текущих эколого-экономических вопросов.

В рамках общего соглашения между странами "Большой восьмерки" (Великобритания, Италия, Канада, США, Франция, Германия, Япония, Россия) создан Международный комитет по природно-ресурсным спут­никам (IEOSC).

В рамках Российско-американской комиссии по охране окружающей среды и экономическому сотрудничеству выполняются работы, ориенти­рованные на исследование изменений климата. Для решения экологиче­ских проблем используются данные космических архивов, в том числе разведданные. Фотографии, накопленные за 30 лет, уже дали уникальные материалы (в частности, картографические характеристики последствий землетрясений).

Несомненным успехом мирового сообщества является создание гло­бальных систем наблюдений и мониторинга состояния окружающей сре­ды. Службы мониторинга и изучения климата, наблюдений за атмосферой и океаном функционируют в рамках деятельности ВМО. В настоящее вре­мя актуальной задачей служб глобальных и региональных наблюдений яв­ляется стандартизация методов и оценок. Созданы мировые Центры дан­ных и Центры калибрации. Выполняются межнациональные проекты с использованием спутниковых технологий и дистанционных методов на­блюдений.

Постоянно действуют институты по оценке опасности и контролю химических веществ и пищевых продуктов, поступающих на междуна­родный рынок. Это в основном медицинские и торговые организации: ВОЗ (в том числе ФАО ВОЗ), ВТО.

Создаются системы контроля и оценки безопасности продуктов, по­лученных с помощью генной инженерии.

Важный вклад в решение глобальных экологических проблем вносят региональные проекты. Крупные проекты с большим числом стран-участников выполняются по проблемам Арктики, Балтийского моря, Черного моря, Приаралья, озера Байкал, Каспийского моря.

Число международных конвенций, в которых участвует Российская Федерация, весьма велико: около 30 многосторонних конвенций и со­глашений, а также более 40 договоров, межправительственных и межве­домственных программ.

 

Оценка опасных явлений из космоса

Создание глобальных наблюдательных систем, целью которых являют­ся анализ антропогенных воздействий на геосферу и биосферу и изуче­ние ресурсов Земли, потребовало использования новых методов.

К числу таковых относятся наблюдения со спутников. Они получили широкое распространение и используются в комплексе с традиционными методами и средствами.

Спутниковые наблюдения являются весьма дорогостоящими, осуще­ствляются с помощью сложных технических устройств и оборудования. Так, например, главным прибором спутника ИСЗ GOES является ска­нер, который позволяет получать снимки территории США до восьми раз в час в одном видимом и четырех инфракрасных участках спектра.

Данные, поступающие со сканера и радиометра, используются для со­ставления прогнозов погоды.

В связи с большими объемами материальных затрат как в отдельных странах, так и в международных исследованиях всегда выделяются при­оритеты. На первом месте стоит разработка и усовершенствование мето­дов наблюдений и анализа получаемых результатов: дистанционного зон­дирования, средств сбора, обработки и интерпретации данных спутнико­вых наблюдений. Проводятся исследования с целью создания концепции получения изображений и зондирования, основанной на новейших, только еще появляющихся технологиях. Важным направлением является определение возможностей спутниковых систем дополнять или замещать наземные системы наблюдений.

Спутниковые системы принадлежат главным образом Российской Феде­рации, США, Японии, Индии и Китаю. В СССР первый искусственный спутник Земли был запущен 4 октября 1957 года; одним из последних российских спутников является спутник ГСМОС-1, который введен в эксплуатацию в 1996 году. Обширная научная программа выполнена на орбитальном космическом комплексе "Мир".

Спутники США, предназначенные для исследования окружающей среды, осуществляют непрерывные наблюдения с 1960 года. Они нахо­дятся как на геостационарных, так и на полярных орбитах и передают огромные объемы климатической, океанографической и метеорологиче­ской информации. Национальная спутниковая система США удовлетво­ряет запросы потребителей этой информации и обеспечивает решение проблем национальной безопасности путем представления данных дис­танционного зондирования окружающей среды из космоса. На протяже­нии значительной части будущего столетия будет функционировать объе­диненная система полярно-орбитальных спутников.

Япония эксплуатирует спутники серии ГМС (геостационарные метеоро­логические спутники), входящие в состав глобальной метеорологической спутниковой сети с 1977 года. Новый японский многофункциональный транспортный спутник МЕТЕОСАТ, запущенный в 1999 году, предназначен для решения двух задач: продолжения наблюдений, начатых спутниками серии ГМС, а также обеспечения деятельности авиации. Станции пользова­ния этими данными расположены в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Спутниковые системы будущего, которые введены в эксплуатацию с 2001 года, включают спутники МЕТЕОСАТ второго поколения, а с 2002 года - полярную систему ЕРS.

С 80-х годов начали создаваться различные международные организа­ции, ориентированные на создание системы наблюдений за состоянием Земли из космоса. К ним относится Комитет по спутниковым наблюде­ниям за поверхностью Земли (КЕОС). К настоящему времени создана глобальная метеорологическая спутниковая сеть. Деятельность в этой об­ласти лежит в русле резолюций ООН о мирном использовании космиче­ского пространства.

Автоматические спутники, оснащенные многоспектральными радио­метрами, в настоящее время являются одним из главных инструментов непрерывного мониторинга окружающей среды на Земле. Обитаемые орбитальные станции превратились в научные космические лаборатории, которые ставят сложнейшие эксперименты и проводят испытания новой аппаратуры, визуальные и инструментальные наблюдения. В сферу их деятельности входит изучение погодных явлений, динамики вод, атмосферной циркуляции, оценка загрязненности водной и воздушной среды, состояния лесов, мониторинг судоходства (в том числе слежение за перемещением рыболовных судов), топографическая съемка прибреж­ных зон, побережья и дна океана, наблюдения за морским льдом и т. д.

Получены данные о концентрации хлорофилла "а" и его глобальном распределении, развитии водорослей и прогнозе "цветения", концентра­ции растворенных веществ в морской воде, переносе взвесей, траектории перемещения нефтяных пятен при загрязнении, биологической деятель­ности в прибрежных зонах.

Спутниковые наблюдения оказываются полезными также для изуче­ния некоторых природных явлений для мониторинга наводнений, извер­жений вулканов, оползней и т. д. Съемки из космоса позволяют, напри­мер, обнаружить активные разломы, по которым происходит разгрузка земных недр. Одна из первых карт такого рода была составлена по изо­бражениям с пилотируемого космического корабля "Арollо-7" района Лос-Анджелеса, расположенного в сейсмически активной зоне.

Особое место занимают исследования ресурсов Земли. Для этого ис­пользуются методы дистанционного зондирования: фотографические и телевизионные методы, применяются многоканальные спектральные лидары, методы микроволновой пассивной теплолокации, радиолокаторы, суда, буи, аэростаты, самолеты, вертолеты и т. п. Такие работы основаны на анализе изображений высокого разрешения (около 10 м), поступающих от спутниковых радиолокаторов и других приборов.

Космические наблюдения дают информацию о районах антропогенных воздействий различного характера: загрязнениях, поступающих на­земным и воздушным путем, отравлении и гибели растительного покро­ва, лесных пожарах.

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 482;