· увеличение массы атмосферных аэрозолей;
· возрастание количества вырабатываемой в процессе хозяйственной деятельности тепловой энергии, поступающей в атмосферу.
Повышение концентрации углекислого газа, метана, закиси азота, хлорфторуглеродов и других газов у земной поверхности приводит к формированию «газовой завесы», которая не пропускает избыточное инфракрасное излучение от поверхности Земли обратно в космос. В результате значительная часть энергии остаётся в приземном слое, образуя так называемый «парниковый эффект». Постепенный рост количества углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере уже оказывает заметное влияние на климат Земли, изменяя его в сторону потепления. За последние 100 лет средняя температура на Земле повысилась на 0,6°C. Расчёты учёных показывают, что при развитии парникового эффекта она может увеличиваться на 0,5°C каждые 10 лет [2, с. 65]. Повышение температуры на Земле может вызвать необратимые процессы:
· повышение уровня Мирового океана, вследствие таяния ледников и полярных льдов, что, в свою очередь, оборачивается затоплением территорий, смещением границ болот и низинных районов, повышением солёности воды в устьях рек, утратой мест проживания человека;
· нарушение геологических структур вечной мерзлоты;
· изменения гидрологического режима, количества и качества водных ресурсов;
· воздействие на экологические системы, сельское и лесное хозяйство (смещение климатических зон в северном направлении).
По мере усиления тенденции к потеплению погодные условия становятся более изменчивыми, а климатические бедствия – более разрушительными. Общий экономический ущерб от них составил 700 млрд. долларов. Первое место среди таких природных бедствий занимают наводнения. Только в 2002 году в результате наводнений лишились крова 17 млн. человек более чем в 80 странах и более 3 тыс. человек погибли. А площадь затопленных территорий превысила 8 млн. км2 [2, с. 369].
В конце ХХ века человечество пришло к пониманию необходимости решения одной из сложнейших и чрезвычайно опасных экологических проблем, связанной с изменением климата, и в середине 1970-х годов начались активные работы в этом направлении. На Всемирной климатической конференции в Женеве (1979 г.) были заложены основы Всемирной климатической программы. В соответствии с резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН об охране глобального климата принята рамочная Конвенция ООН об изменении климата (1992 г.). Цель конвенции – добиться стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не будет оказывать опасное воздействие на глобальную климатическую систему. На III Конференции стран, подписавших рамочную Конвенцию ООН об изменении климата (РКИК) в г. Киото был принят Киотский протокол к РКИК (1997 г.), который зафиксировал определённые количественные обязательства по сокращению выбросов парниковых газов для промышленно развитых стран и стран с переходной экономикой. Киотский протокол можно рассматривать как начало движения в направлении к тому, что необходимо сделать для замедления процесса глобального потепления, а в перспективе – к снижению риска глобального изменения климата.
Разрушение озонового слоя Земли
Основное количество озона образуется в верхнем слое атмосферы – стратосфере, на высоте от 10 до 45 километров. Слой озона защищает всё живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Поглощая это излучение, озон существенно влияет на распределение температуры в верхних слоях атмосферы, что в свою очередь, оказывает влияние на климат. Примерно с 1970-х годов наблюдается глобальное уменьшение количества стратосферного озона.
Американские учёные Ф. Роулэнд и М. Молино обосновали принятую в настоящее время мировой общественностью точку зрения, что хлорфторуглероды (ХФУ) – инертные в обычных условиях вещества, – попадая в стратосферу и разрушаясь под действием ультрафиолетового излучения Солнца, выделяют свободный хлор, участвующий в каталитических реакциях разрушения озона. Хлорфторуглероды широко используются в качестве газов-наполнителей в аэрозольных упаковках, при производстве мягких и твёрдых пенистых веществ, в качестве хладонов в холодильных установках и кондиционерах, используются в промышленном производстве как растворители и т. п. Попадая в атмосферу, одна молекула такого инертного газа способна разрушить до 1000 молекул озона, а некоторые хлорфторуглероды могут сохраняться в атмосфере более 100 лет. В результате озоновый слой постепенно истощается, что позволяет большому количеству ультрафиолетового излучения проникать в нижние слои атмосферы, достигая земной поверхности.
Разрушение озонового слоя планеты и проникновение повышенных доз ультрафиолетового излучения может существенно повлиять на радиационный баланс системы «Земля–атмосфера» и привести к непредсказуемым последствиям для климата Земли, в том числе усилить парниковый эффект; ведёт к разрушению сложившегося биогенеза океана вследствие гибели планктона в экваториальной зоне, угнетению роста растений, резкому увеличению глазных и раковых заболеваний, а также болезней, связанных с ослаблением иммунной системы человека и животных; повышению окислительной способности атмосферы, коррозии металлов и т. п.
В связи с усиливающимся разрушением озонового слоя перед мировым сообществом возникла сложная задача его защиты. В 1985 году на Конференции по охране озонового слоя в Вене была принята многосторонняя Конвенция об охране озонового слоя Земли. Для осуществления в рамках Венской конвенции политических и экономических мер по защите стратосферного озона был разработан и принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (1987 г.). В соответствии с протоколом производство веществ, наносящих ущерб озоновому слою, было прекращено в экономически развитых странах в 1996 году, а в развивающихся странах прогнозируется их прекращение к 2010 году. Если бы протокол не был подписан, уровень веществ, разрушающих озоновый слой, в настоящее время был бы в 5 раз выше ныне существующего. В настоящее время состояние озонового слоя Земли непрерывно контролируется во всех частях планеты учёными разных стран.
Истощение запасов пресной воды
За период с 1900 по 1995 год потребление пресной воды в мире увеличилось в 6 раз, что более чем в 2 раза превышает темпы прироста населения. В настоящее время почти ⅓ населения Земли испытывает недостаток в чистой воде. Если нынешние тенденции потребления пресной воды сохранятся, то к 2025 году в условиях дефицита воды будут проживать каждые два из трёх жителей Земли.
Основным источником обеспечения человечества пресной водой являются в целом активно возобновляемые поверхностные воды, которые составляют около 39 000 км3 в год. Ещё в 1970-е годы эти огромные ежегодно возобновляемые ресурсы пресной воды обеспечивали одного жителя земного шара в среднем в объёме около 11 тыс. м3/год, в 1980-е годы обеспеченность водными ресурсами на душу населения снизилась до 8,7 тыс. м3/год, а к концу ХХ века – до 6,5 тыс. м3/год. С учётом прогноза роста численности населения Земли к 2050 году (до 9 млрд.) обеспеченность водой упадёт до 4,3 тыс. м3/год. Вместе с тем необходимо учитывать, что приведённые средние данные носят обобщённый характер. Неравномерность распределения населения и водных ресурсов по земному шару приводит к тому, что в некоторых странах ежегодная обеспеченность населения пресной водой снижается до 2000-1000 м3/год (страны Южной Африки) или повышается до 100 тыс. м3/год (Новая Зеландия) [5, с. 348].
Подземные воды обеспечивают потребности ⅓ населения Земли. Особую озабоченность человечества вызывает их нерациональное использование и методы эксплуатации. Добыча подземных вод во многих регионах земного шара ведётся в таких объёмах, которые значительно превышают способность природы к их возобновлению. Это широко распространено на Аравийском полуострове, в Индии, Китае, Мексике, странах СНГ и США. Отмечается падение уровня подземных вод на 1-3 м в год.
Сложную задачу представляет охрана качества водных ресурсов. Использование воды для хозяйственных целей является одним из звеньев круговорота воды. Но антропогенное звено круговорота существенно отличается от естественного тем, что лишь часть использованной человеком воды в процессе испарения возвращается в атмосферу. Другая её часть, особенно при водоснабжении городов и промышленных предприятий, сбрасывается обратно в реки и водоёмы в виде сточных вод, загрязнённых отходами производства. Этот процесс продолжается в течение тысячелетий. С ростом городского населения, развитием промышленности, использованием в сельском хозяйстве минеральных удобрений и вредных химических веществ загрязнение поверхностных пресных вод стало приобретать глобальный масштаб. Наиболее серьёзную проблему представляет то обстоятельство, что более чем у 1 млрд. человек отсутствует доступ к безопасной питьевой воде, а половина населения земного шара не имеет доступа к надлежащим санитарно-гигиеническим услугам. Во многих развивающихся странах реки, протекающие через крупные города, представляют собой сточные канавы, и это создаёт опасность для здоровья населения.
Мировой океан – крупнейшая экологическая система планеты Земля представляет собой акватории четырёх океанов (Атлантического, Индийского, Тихого и Северного Ледовитого) со всеми взаимосвязанными прилежащими морями. Морская вода составляет 95% объёма всей гидросферы. Будучи важным звеном в круговороте воды, она обеспечивает питание ледников, рек и озёр, а тем самым – жизнь растений и животных. Морской океан играет огромную роль в создании необходимых условий жизни на планете, его фитопланктон обеспечивает 50-70% общего объёма кислорода, потребляемого живыми существами.