Вплив глобального потепління на структуру майбутнього розселення України.

Сажнєв М.Л.

Мелітопольський державний педагогічний університет ім. Б. Хмельницького

ВПЛИВ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛІННЯ НА СТРУКТУРУ МАЙБУТНЬОГО РОЗСЕЛЕННЯ УКРАЇНИ

АНОТАЦІЯ

Сажнєв М.Л. Вплив глобального потепління на структуру майбутнього розселення України. Враховуючи сучасну тенденцію експоненціального зростання кількості вуглецю в атмосфері, і витікаючий підйом середньорічної температури проведено дослідження можливих наслідків підйому рівня моря для України. Запропоновано способи превентивних дій для мінімізації наслідків підняття рівня океану. Стаття розкриває основу проблеми та матеріали, що підкріплюють поточну тенденцію до зростання середньорічної температури по експоненті. Дослідження проводилися з використанням просторового моделювання і створення картографічних основ на основі програмних моделей, баз даних і картографічних джерел компаній Google і Яндекс. У статті так само зазначено що навіть різноспрямований одномоментний вплив антропогенних факторів та природних сил може призвести до катастрофічних не передбачуваних наслідків на довгострокову і середньострокову перспективу.

Ключові слова: рівень моря, середньорічна температура, Чорне Море, танення льодовиків, підтоплення, хвильове наганяння, загроза приморським територіям України.

АНОТАЦИЯ

Сажнев М.Л. Влияние глобального потепления на структуру будущего расселения Украины. Учитывая современную тенденцию экспоненциального роста количества углерода в атмосфере, и вытекающий подъем среднегодовой температуры проведено исследование возможных последствий подъема уровня моря для Украины. Предложены способы превентивных действий для минимизации последствий поднятия уровня океана. Статья раскрывает основу проблемы и материалы, подкрепляющие текущую тенденцию к росту среднегодовой температуры по экспоненте. Исследования проводились в с использованием пространственного моделирования и создания картографических основ на основе программных моделей, баз данных и картографических источников компаний Google и Яндекс. В статье так же отмечено что даже разнонаправленное одномоментное воздействие антропогенных факторов и природных сил может привести к катастрофическим не предсказуемым и не моделируемым последствиям на долгосрочную и среднесрочную перспективу.

Ключевые слова: уровень моря, среднегодовая температура, Черное Море, таяние ледников, подтопление, волновой нагон, угроза приморським территориям Украины.

ABSTRACT

Sazhnev M.L. The impact of global warming on the structure of the future settlement of Ukraine. The current trend of exponential growth of carbon in the atmosphere, and the resulting rise in annual temperature it is considered to investigated the possible effects of sea level rise for the Ukraine to work out the methods of preventive action to minimize the effects of sea level rise. The article reveals the basis of the problems and scientific evidence of current trend of annual temperature exponentially increase. The studies were conducted on the basis of spatial modeling and mapping framework based on software models, databases and cartographic sources of Google and Yandex. The article also point that even multidirectional cross-sectional effects of anthropogenic and natural forces can lead to disastrous not predictable and not modeled the effects on long and medium terms.

Key words: sea level, the annual average temperature of the Black Sea, the melting of glaciers, flooding, wave surge, the threat primorskim Ukraine.

У багатьох країнах колишнього Радянського Союзу сучасний стан екологічних проблем відсунуто перед обличчям економічних проблем. Не можна заперечувати очевидне – зниження ролі промисловості в економіці більшості держав призвело до істотного поліпшення більшості показників забруднення всіх земних оболонок на території країн пострадянського простору. Тим не менш, спалювання вуглецевого палива призводить до збільшення оксиду вуглецю і стабільного підвищення середньої температури на всій поверхні Землі. Танення льодовиків і передбачуване підняття рівня світових океанів вимагає відповіді на питання до чого може призвести тенденція підняття рівня світових океанів в найближчій перспективі для території України.

Приводом для нашого дослідження послужило зростання уваги до підняття рівня води у зв’язку з глобальним потеплінням. Подібні дослідження в основному характерні для англомовних дослідників і як правило обмежуються тільки країною проживання дослідника. Дослідження для території України, яке оперує зафіксованими в 2013 році змінами ситуації і розробка прогнозів на цій основі, проводиться вперше.

Основою дослідження є географічні інформаційні системи (далі ГІС), цифрові моделі рельєфу (далі ЦМР) і картографічні матеріали території України. Основним оператором ГІС та карт для нашого дослідження є компанія Google [10.] і компанія Heywhatsthat [5.] що надали можливість використовувати методи та інструменти для розрахунку рівня світового океану, та дали дозвіл на використання в 2013 році. Системи розселення в процесі моделювання визначаються по картах щільності населення і економічної діяльності.

На загальний рівень світового океану впливає ряд факторів, численні дослідження вказують на ряд серйозних змін в кліматі, магнітосфері і гідросферу планети. Основоположним чинником прийнято вважати рівень вуглекислого газу в атмосфері який накопичився в достатній мірі щоб створити умови для збільшення відбитого тепла і створення відомого «парникового ефекту», та призвів до танення льодовиків і збільшення кількості води в світовому океані в цілому.

Численні дослідження, проведені раніше, розглядали роль парникового ефекту у віддаленій перспективі, однак зростання вмісту залишків спалювання вуглецевого палива по експоненті в 2012-2013 роках змусило дослідників розглянути перспективи зміни рівня води у світовому океані вже на найближчий час. Існуючі теорії циклічності в геологічному розвитку планети Земля демонструють повторюваність подій, в тому числі регулярне (приблизно один раз в 40 000 років) заледеніння. Період сучасного існування людини як раз припадає на початок нового льодовикового періоду, якого втім не відбулося. На думку деяких учених даний заледеніння було «відсунуто» або навіть «скасовано» антропогенною діяльністю людини, в першу чергу підсічним землеробством, яке вимагало спалювання численних лісів, що призвело до двох ефектів одночасно, зменшення кількості виробленого флорою кисню, і до збільшення кількості вуглецю в атмосфері, разом створивши ефект парника.

Сучасна промисловість, енергетика і транспорт вимагають величезної кількості вуглецевого палива, виробляючи викид оксиду вуглецю в пропорціях що перевищують всі відомі історичні максимуми. Так навіть радіо вуглецевий аналіз біологічних останків (на основі вуглецю ¹⁴С) істотно спотворюється у зв’язку із збільшеними його викидами в сучасну атмосферу.

Загроза глобального потепління мусується вже десятиліття, однак лише останні дослідження демонструють свою практичну цінність і важливість для сучасних систем господарювання та управління країн світу. Зарубіжні дослідники створюють моделі, що наочно демонструють зміни в структурі господарювання та розселення країн на найближчі 100 років. Це вимагає розгляду перспектив підняття рівня води, в тому числі і на Україні і розгляд каскадних впливів на структуру господарювання адміністративних областей країни.

Затоплення території – комплексна проблема, що тягне за собою не тільки витяг з господарського обороту даної території, але і ряд пов’язаних проблем. Особливо це актуально для приморських районів, у випадку з якими біля морів зосереджені групи економічних і соціально-культурних центрів: рибогосподарські підприємства, порти, пляжі і інфраструктура. Негативний вплив підтоплень приморських територій вже на сьогоднішній момент явно демонструється економічні наслідки знехтування цієї загрози [14., 13., 6.].

Відповідно до теорії Вільяма Райана і Уолтера Пітмена рівень Чорного і Середземного морів зазнав, принаймні, одне сильне підняття близько 7500-8000 років тому [3.]. У теорії є кілька спірних моментів, тим не менш, існує ряд фактів що підтверджують зміни рівнів моря в даний часовий період. Сумніви є лише відносно віку цих подій.

Історичні дані про катастрофічні наслідки танення льодовиків знаходять не тільки для акваторії Чорного і Середземного морів, істотні кліматичні зміни в минулому залучають учених можливістю побачити на їх прикладі реальну картину подій минулого і спрогнозувати розвиток подій в даний час. Так одним з найцікавіших подій було танення льодовика близько 15 тисяч років тому, що призвело в той час до підняття рівня води на 14 метрів [23.].

Історичні моделі розвитку демонструють можливі наслідки поточних подій у віддалене майбутнє [21.], звичайно ж їх суб’єктивність і низька ймовірність знижують їх наукову цінність, проте вони здатні привернути увагу громадськості до проблеми і зосередитись на близьких перспективах.

Збільшення вуглецю в атмосфері не розглядається як конкретна подія, будучи розтягнутим у часі, проте факт підняття рівня світового океану підтверджений і докладно задокументований системними спостереженнями з середини 19-го сторіччя [29.]. Так за 120 років рівень моря піднявся приблизно на 25 сантиметрів. Графік зростання рівня моря до 2000 року виглядає лінійним, що зменшує суспільну увагу до даного явища. Тим не менш, в 21 столітті ряд подій змушує переглянути зміни в тренді. Сучасні дані, згідно з дослідженнями незалежної організації вчених і журналістів кліматологів «Клімат Централ», свідчать про експоненційне зростання рівня води, пов’язане із зростанням кількості вуглецю в атмосфері [28.].

Так згідно дослідженням 2012-2013 року, накопичення вуглецю в атмосфері припускає, принаймні 10-кратне збільшення швидкості наростання підйому рівня світового океану [1.]. У такому випадку якщо припустити пряму залежність рівня світового океану від середньої температури навколишнього середовища, то варто говорити вже не про 25 сантиметрів води за 120 років, а не менш ніж про 2,5 метри за цей же період. У той же час дана залежність не є прямою, бо зміщення медіани температури вище 0 градусів Цельсія призведе до експоненціального танення льодовиків в полярних районах, і, отже, до стрімкого зростання рівня води в океані.

На сьогоднішній момент існує ряд моделей розвитку подій, заснованих на фактичних матеріалах, зібраних з питання глобального потепління. І дослідження не обмежуються льодовими щитами Антарктиди, Гренландії та льодового покриття північних островів США і Росії, але зачіпають навіть малі льодовики, чия роль хоч і невелика, але тим не менше лише їх танення призведе до підняття рівня світового океану на 60 сантиметрів [11.].

Побудована на основі даної аналітики карта території США показує адміністративні райони, яких чекає затоплення в певні часові проміжки. Якщо поглянути на дане дослідження як на гірший сценарій розвитку змін клімату, то ми бачимо що в найближчій перспективі, а саме на протязі всього лише 100 років рівень моря може піднятися на 7 метрів. Що поставить під загрозу, або виведе з експлуатації ряд міст США. Особливо катастрофічним підняття рівня моря виявиться для Флориди [28.].

Дослідження, що зачіпають особливості підняття рівня моря, підтоплення територій, штормового нагону хвиль і інші проблеми, пов’язані з глобальних потеплінням, привертають увагу наукової громадськості до потенційних загроз. Як зазначено вище, особливо часто подібними дослідженнями займаються для території США, в тому числі з оцінкою економічного збитку і з оцінкою ризиків [24.].

Так само виникають обґрунтовані побоювання в катастрофічних змінах для заселених або господарських територіях в межах досягнення світового океану. Так, наприклад істотні зміни відбудуться з однією з найбільших острівних території Індонезії та Океанії [15.].

Необхідність прийняття до уваги потенційну загрози господарству, привернуло нашу увагу до українських реалій та необхідності провести дослідження змін які можуть статися на території країни. Проаналізувавши матеріали, була досягнута домовленість з ГІС- картографами для використання рівневої моделі шарів і її накладення на територію України, з метою знаходження найбільш потенційно небезпечних територій, які піддається загрозі затоплення [27., 5.]. В цій статті викладені лише частка тез та висновків щодо цього питання. Основні здобутки авторів будуть висвітлені пізніше.

Природні фактори визначають стан клімату і світової акваторії незалежно від дій людини і іноді можуть викликати оптимістичні настрої. Так на літо 2013 року, наприклад, зафіксований дуже короткий час розмерзання льодовиків [22.]. І хоча цей факт дає привід для оптимізму і заспокоює щодо стабільного танення льодовикових мас, як кумулятивний фактор коливання температур він може свідчити про інші явища, побічно викликані антропогенними факторами, які що можуть призвести до ряду наслідків, як для природи, так і для людської діяльності. Мова може йти про раптові явища, які не вписуються в модель лінійного прогнозування й тому можуть бути більш катастрофічними.

Прикладом таких подій може бути відрив прибережного льодовика Антарктиди [29], стрімка зміна напрямків теплих і холодних течій, зміна клімату Землі і погодних умов, зростання числа сильних штормів і ураганів. Зміни морських течій, призводять до зміни клімату тих територій, які вони омивають, вже зараз численні групи вчених не тільки роблять прогнози, але і дають конкретні рекомендації з підготовки до змін.

Використовуючи інструмент www.heywhatsthat.com ми побудували ряд власних карт на основі карт Google, що дозволяють оцінити ступінь небезпеки підтоплення приморських територій України. Для аналізу стану рівня моря нами були взяті дані www.climatecentral.org з двох сценаріїв розвитку: заснованих на поточної тенденції зростання рівня вуглецю і на моделі обмеження викиду вуглекислого газу в атмосферу. Показники наступні:

Рік	Поточна тенденція	Обмеження викиду
Футы	Метры	Футы	Метры
2020	0,9	0,27	0,8	0,24
2030	2,4	0,73	1,7	0,52
2040	3,9	1,19	2,4	0,73
2050	5,8	1,77	2,7	0,82
2060	8	2,44	3	0,91
2070	9,8	2,99	3,2	0,98
2080	13,3	4,05	3,2	0,98

Таблиця 2. Підйом рівня моря відносно 2013 року.

Як бачимо, аналіз проведений віце-президентом Climate Impacts і керуючим програмою «Підйом рівня моря» в Клімат Централ, доктором Беном Штраусом показує, що суворий контроль за викидами вуглекислого газу і знищенням рослинного світу здатний повністю вирішити проблему до 2070 року. У той же час відсутність заходів з контролю призведе до значного підняття рівня моря. Набагато більшого, ніж спостерігалося до поточного 2013 року.

Висновки. Беручи до уваги сучасну тенденцію експоненціального зростання кількості вуглецю в атмосфері, і витікаючу з цього швидкість підйому середньорічної температури варто докладно розглянути можливі наслідки на найближчу перспективу і виділити способи превентивного дії для того щоб мінімізувати наслідки підняття рівня океану або навіть уникнути його. Антропогенний фактор ставши одним з геологічних процесів визначає кліматичні зміни на всій планеті, природні сили будучи більш визначальними процесами можуть нейтралізувати діяльність людини, проте одномоментна дія двох різноспрямованих сил може привести до більш катастрофічних і не передбачуваних наслідків навіть на середньострокову перспективу.

Джерела:

1. The multimillennial sea-level commitment of global warming. Edited by John C. Moore, College of Global Change and Earth System Science, Beijing, China, and accepted by the Editorial Board June 13, 2013 (received for review November 7, 2012) [Режимдоступа] http://www.pnas.org/content/early/2013/07/10/1219414110
2. This figure was prepared by Robert A. Rohde from publicly available data and is incorporated into the Global Warming Art project. API угрозыподнятияуровняморя (globalwarmingart.com/wiki/Special:SeaLevel) [Режимдоступа] http://www.globalwarmingart.com/
3. W.B. Ryan and W.C. Pitman, Noah’s Flood: The New Scientific Discoveries About the Event That Changed History New York: Simon and Schuster, 1999, 319 p. ISBN 0-684-85920-3 ISBN 978-0-684-85920-0. [Режим доступа] http://www.amazon.com/gp/reader/0684859203/ref=sib_dp_ptu#reader–link
4. Вспомогательный текст по использованию API карт GoogleMaps и Яндекс Карт. [Режим доступа] http://www.positic.ru/info/services/68-maps.html
5. Главная страница HeyWhatsThat. [Режим доступа] http://www.heywhatsthat.com/
6. Документалистика documentarystorm.com / City Under the Sea: the future of humanity? [Режим доступа] http://documentarystorm.com/city–under–sea–future–humanity/
7. Интерактивнаякартосхема Cities Below Future Seas. [Режим доступа] http://www.climatecentral.org/wgts/FutureSeas/map.html
8. Информационный портал новостного агентства «Вести» (vesti.ru) / Открыт 20-метровый подъём Мирового океана в истории Земли. Маргарита Паймакова, 25.07.2013 13:45 [Режим доступа] http://www.vesti.ru/m/doc.html?id=1109865
9. Информационный сайт курорта Анапа-сити. История Черного моря [Режим доступа] http://anapacity.com/chernoe–more/istoriya–chernogo–morya.html
10. Компания владелец картографических материалов и программного API / Миссия Google – организовать всю имеющуюся в мире информацию, сделав её доступной и удобной для использования. [Режим доступа] https://www.google.com/intl/ru/about/company/
11. Метеорологический портал ГисМетео (gismeteo.ru) / Малые ледники поднимают уровень мирового океана на 0,7 миллиметра в год. 21 мая 2013 9:17 [Режим доступа] http://www.gismeteo.ru/news/klimat/malye–ledniki–podnimayut–uroven–mirovogo–okeana–na-0-7-millimetra–v–god/
12. Новости для Гиков supreme2.ru / 1400 городов США будут затоплены к концу столетия. [Режим доступа] http://supreme2.ru/4297-usa–pod–vodoy/
13. Новостное издание 0512.com.ua. / На Николаевщине поднялся уровень воды в Черном море: частичное подтопление (ОБНОВЛЕНО) 14:1003.12.2012. [Режим доступа] http://www.0512.com.ua/news/222953
14. Новостное издание http://novosti-n.mk.ua. / В Черном море поднялся уровень воды: подтоплены базы отдыха в Очаковском и Березанском районах. [Режим доступа] http://novosti–n.mk.ua/news/read/47285.html
15. Новостной портал «Око Планеты». [Режим доступа] http://oko-planet.su/pogoda/listpogoda/179288-podem-urovnya-mirovogo-okeana-stremitelno-progressiruet.html
16. Новостной сайт Newsmake. НАСА: Карты уровня солености мирового океана дают новый взгляд на погоду [Режим доступа] http://newsmake.net/weather-and-nature/nasa-karty-urovnya-solenosti-mirovogo-okeana-dayut-novyj-vzglyad-na-pogodu
17. Оперативный модуль ЕСИМО. Поверхность среднего уровня Мирового океана. Картосхема средней уровенной поверхности мирового океана. CLS Space Oceanography Division [Режим доступа] http://hmc.hydromet.ru/sea/ocean/ssh/mssh.html
18. Описание API илицензирования Google карт Creative Commons Attribution 3.0 License (creativecommons.org/licenses/by/3.0) [Режимдоступа] https://developers.google.com/maps/signup?hl=ru
19. Перевод материалов sciencenews.org / Ученые получили данные о динамике уровня воды в Черном море за последние 670 тысяч лет. [Режим доступа] http://zn.ua/SCIENCE/uchenye_poluchili_dannye_o_dinamike_urovnya_vody_v_chernom_more_za_poslednie_670_tys_let.html
20. Портал NASA. SeaLevelViewerclimate.nasa.gov / Интерактивная картосхема уровенной поверхности и течений [Режим доступа] http://climate.nasa.gov/interactives/sea_level_viewer
21. Портал телекомпании ECOwarsTV (ecowars.tv) / Изображение «Когда уровень моря атакует». LauraSulivan, JoeSwainson. DavidMcCandless, ноябрь 2012 [Режим доступа] http://ecowars.tv/uploads/posts/2013-02/1360903283_img2.jpg
22. Портал телекомпании ECOwarsTV (ecowars.tv) / Лето-2013 стало самым коротким в истории Арктики. 06 августа 2013 [Режим доступа] http://ecowars.tv/weather/2135-korotkoe-leto.html
23. Портал телекомпании ECOwarsTV (ecowars.tv) / О древних ледниках и уровне мирового океана. 15 апреля 2012 [Режим доступа] http://ecowars.tv/discovery/548-o-drevnih-lednikah.html
24. Портал телекомпании ECOwarsTV (ecowars.tv) / США угрожает подъем уровня моря. 16 марта 2012 [Режим доступа] http://ecowars.tv/danger/430-ssha-ugrozhaet-podem-urovnya-morya.html
25. Расширенное руководство пользователя. Профиль рельефа. Описание принципов работы APIGoogleMaps для черчения и измерений (функциональная часть учета наклона поверхности) [Режим доступа] https://support.google.com/earth/answer/181393?hl=ru
26. Российский УКВ портал vhfdx.ru. Карты на основе APIGoogleMaps. / Карта для определения высоты местности и профиля высот [Режим доступа] http://www.vhfdx.ru/karta-vyisot
27. API HeyWhatsThat Map Layers. [Режимдоступа] http://www.heywhatsthat.com/layers.html
28. Ben Strauss. Sea Level Rise ‘Locking In’ Quickly, Cities Threatened. July 29th, 2013 [Режим доступа] http://www.climatecentral.org/news/sea–level–rise–locking–in–quickly–cities–threatened-16296
29. El Grafo. Изображение, график уровня моря. Sealevel-rise 1870-2009 de.svg. [Режим доступа] http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sealevel–rise_1870-2009_de.svg?uselang=ru
30. Green Hell: How Environmentalists Plan to Control Your Life and What You Can… Steven Milloy. 2009. 297с. [Режимдоступа] http://books.google.com.ua/books?id=yuJE7j7oVp4C&printsec=frontcover&hl=ru#v=onepage&q&f=false