За последние 30 лет на территории водосбора Белого моря значительно повысилась температура воздуха и почвы, увеличилось количество осадков и дней с оттепелями. Об изменении климата в районе Белого моря и исследовании северных водоемов рассказывает Лариса Евгеньевна Назарова — кандидат географических наук, директор Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН.
— Согласно вашему недавнему исследованию, в период с 1991 по 2020 гг. температура воздуха на водосборе Белого моря значительно выросла, хотя до этого, в течение 60 лет, климатические нормы менялись лишь незначительно. Расскажите об этом подробнее.
— На Белое море большое влияние оказывает состояние его водосбора, и наш Институт, занимаясь изучением водных объектов Севера, конечно, не мог обойти этот вопрос стороной. Водосбор Белого моря огромен: порядка 720 тыс. кв. км; на нем расположены несколько административных областей, в том числе Республика Карелия и часть Республики Коми. Что означает понятие «водосбор Белого моря»? Это часть земной поверхности, а также почв и грунтов, откуда происходит сток вод в Белое море. В своих исследованиях мы используем данные наблюдений на метеорологических станциях, то есть это система Росгидромета, а значит, это корректная, достоверная информация. Многие метеостанции ведут свои наблюдения на протяжении более века, а некоторые и дольше: такие как «Архангельск», например, где мониторинг ведется еще с XIX в. Действительно, за последние 30 лет наблюдается значимое изменение температуры воздуха на территории водосбора Белого моря. Среднегодовые температуры повышены повсеместно. В климатологии принято считать средние значения за 30 лет. Эти периоды устанавливает Всемирная метеорологическая организация, и они строго фиксированы для всех станций мира. Недавно закончился очередной такой период — 1991–2020 гг.
Мы увидели, что годовая температура воздуха по данным наблюдений практически всех метеостанций увеличилась примерно на полтора градуса. Это очень много. В предыдущие 60 лет различия выражались в десятых долях, а здесь целых полтора градуса!
Средняя годовая температура воздуха по данным метеорологических станций за периоды 1961–1990 и 1991–2020 гг. Иллюстрация предоставлена Л.Е. Назаровой.
Вообще, в течение XX в. и в начале XXI в. процесс изменения температуры не был однонаправленным. Это значит, что температура воздуха не все время росла, но и периодически понижалась. Так, например, 1930-е гг. прошлого века были очень теплыми, а с 50-х по 70-е гг. температурный режим, напротив, был пониженным: мы наблюдали условное похолодание. Примерно с конца 1980-х гг. мы фиксируем потепление, которое идет однонаправленно: температура не понижается, а лишь растет. Поскольку мы видим такое однонаправленное повышение температуры на протяжении вот уже 30 лет, это дает основание говорить о том, что это не изменчивость климата, а его изменение.
— Расскажите подробнее, в чем разница между изменчивостью и изменением климата.
— В климатологии различают такие понятия, как «изменчивость», «колебания» и «изменение». Когда мы говорим об изменчивости, то речь идет о климатических процессах длительностью менее 30 лет, когда повышение сменяется понижением и т.д. — то есть нет однонаправленного процесса. Если же определенные климатические проявления наблюдаются более 30 лет кряду, то мы говорим о колебании климата, но, опять же, при условии, что процесс не однонаправленный. Если же в течение периода, превышающего 30 лет, мы видим некий единый значимый тренд на повышение или понижение значений какой-либо климатической характеристики, то есть однонаправленность, то тогда речь идет уже об изменении климата. Важно, что в течение года изменение климата может проявляться неравномерно. Так, например, максимальное повышение температуры наблюдается у нас в зимние месяцы, особенно в январе. Январь стал теплее примерно на два-три градуса в среднем за 30 лет по всему водосбору Белого моря. Я сейчас говорю не о каждом отдельном годе, который может быть прохладным или теплым зимой, а летом жарким или холодным, а о некоем среднем показателе за 30 лет.
Белое море России не граничит с водами других государств. Более шести месяцев оно сковано льдами. В Белое море впадают реки Мезень, Онега, Северная Двина и множество других. Фото: А.В. Толстиков, КарНЦ РАН.
— Когда мы говорим о таком потеплении на два-три градуса, имеется в виду температура воздуха? Или вода в Белом море теплеет тоже?
— Нет, о воде речь не идет. Климат — это состояние метеорологической составляющей очень сложной системы; метеорология — это атмосфера, а не вода. Основное направление работы нашего института — как раз таки изучение воды, но, поскольку я климатолог, то сейчас говорю с вами прежде всего об атмосфере, о климате. Итак, летом на водосборе Белого моря тоже наблюдается повышение температуры, но не столь ярко выраженное, как в зимние месяцы. Кроме того, в зимние месяцы повсеместно увеличено число дней с оттепелями. Что такое оттепель в нашем понимании? Это когда в течение суток в рамках хотя бы одного из восьми сроков метеорологических наблюдений температура воздуха поднимается выше нуля. Примерно то же самое наблюдается с температурой почвы: она также возрастает, причем даже сильнее, чем температура воздуха. Уменьшается промерзание почвы. Так, ранее в районе Петрозаводска на глубине 20 см почва всегда промерзала и этот период был устойчивым. Но за последние 15 лет отрицательная температура почвы на глубине 20 см практически не наблюдается. К каким последствиям это приводит? Увеличивается зимний сток рек, в связи с чем растет поступление аллохтонных веществ с водосбора в водоемы.
Средние годовые значения температуры поверхности почвы, °С, 1966–2020 гг. Иллюстрация предоставлена Л.Е. Назаровой.
— А что насчет атмосферных осадков?
— Да, здесь мы тоже отмечаем интересные процессы. Кроме изменения температуры воздуха и почвы, по всему водосбору Белого моря меняется режим выпадения атмосферных осадков, причем это сильнее выражено в районе северных территорий: Мурманская область, Карелия, Архангельск, часть Республики Коми. Менее выражены эти процессы в Вологодской области, на юге водосбора Белого моря. При сравнении среднего 30-летнего значения с предыдущей климатической нормой мы сейчас фиксируем рост годовых сумм выпадающих атмосферных осадков примерно на 80 мм — это достаточно много. Увеличение количества осадков отмечено в течение всех четырех сезонов года. Причем доля твердых осадков повсеместно сокращается, как и период их выпадения. В зимний период у нас значительно увеличена доля смешанных осадков.
— С чем вы связываете изменение климата, о котором мы сегодня говорим?
— Нужно четко понимать, что климатическая система очень сложна. В ней есть прямые, опосредованные, а также обратные связи. Изменение климата — многофакторный процесс, и есть разные гипотезы о том, какой фактор вносит наибольший вклад, доминирует. Утверждать, что верна какая-то определенная гипотеза, видимо, будет неправильно. Основные гипотезы об изменении климата условно можно разделить на три группы: космические, астрономические и геофизические. Приверженцы космических гипотез считают, что в изменении климата решающую роль играют процессы, происходящие на Солнце. Причем одни ученые доказывают, что связь солнечной активности с температурой нашего воздуха прямая, а другие настаивают лишь на периодическом коррелировании. Астрономические гипотезы, в свою очередь, связывают изменение климата с параметрами орбиты Земли: тем, как изменяется угол наклона оси Земли (так называемые циклы Миланковича), и другими параметрами. Конечно, такие процессы, как изменение угла наклона Земли, происходят, но, на мой взгляд, они не могут претендовать на полноценное объяснение климатической проблемы. Все-таки эти процессы занимают более длительное время, а изменение климата происходит буквально у нас на глазах: в данном случае мы говорим о периоде в 30 лет. Теперь мы подходим к геофизическим гипотезам. Что входит в них? Это и вулканическая активность, выбросы аэрозолей в атмосферу, изменение соотношения «суша — море», а также изменение высоты места, загазованность атмосферы, влияние Мирового океана. И отдельно отмечаем антропогенное воздействие, которое ни в коем случае нельзя сбрасывать со счетов.
Мое личное мнение таково: антропогенный фактор, конечно, очень важен и оказывает большое влияние, но более локально. Человек, например, может вырубить деревья в каком-то месте, изменить русло рек или осушить болота — в результате климат в этом районе изменится, но речь все равно будет идти о местном, локальном изменении климата, а не о глобальном. Изменение климата, например, у нас в Карелии, я связываю больше с перестройкой глобальной циркуляции атмосферы, усилением западного переноса.
— Что это такое?
— Над территорией Карелии проходит путь циклонов с Атлантики, которые, формируясь, вбирают в себя атлантический воздух, довольно теплый и влажный, и приносят нам оттепели зимой, а летом — пасмурную и дождливую погоду. Когда перенос воздушных масс из Атлантики усиливается, устанавливается именно такая погода: облачная, с осадками, может быть, ветреная, прохладная летом и относительно теплая зимой. Кроме западного переноса в формировании климатических условий Карелии важную роль играют воздушные массы, сформировавшиеся над Арктикой. Зимой арктические антициклоны приносят сильные морозы при ясной солнечной погоде, но в последнее время они наблюдаются не так часто.
— Но если все дело в переносе воздушных масс, то температура, наверное, должна периодически меняться, а получается, что она лишь растет.
— Дело в том, что изменение климата — очень многофакторный и многоплановый процесс, и вполне возможно наложение одного фактора на другой: например, перенос воздушных масс из Атлантики и снижение, допустим, вулканической активности в мире. Мощный вулкан на самом деле может испортить погоду на несколько лет на очень больших площадях, вплоть до полушарий. Вулканы выбрасывают очень много аэрозоля и парниковых газов в воздух, из-за чего уменьшается прозрачность атмосферы и меняются другие ее параметры. Никто не отменял также воздействия солнечной активности. Если сложить все вышеперечисленные факторы вместе, то вполне может получиться как раз такой эффект изменения климата, который мы наблюдаем. Наверное, если найдется человек, который со стопроцентной точностью докажет, почему теплеет наш климат, то даже Нобелевской премии за такое открытие будет мало. Но пока я таких людей назвать не могу. Каждый защищает свою теорию.
— Вы связываете с антропогенным воздействием более локальные проявления изменения климата. А если мы говорим об изменении климата на водосборе Белого моря, это тоже локальный процесс или нет?
— Конечно нет. Площадь водосбора Белого моря, как я уже говорила, — 720 кв.км., и это уже далеко не локальная территория, это вообще-то большая часть Северо-Запада России, где происходят какие-то глобальные процессы. Возвращаясь к антропогену: человеку нужно уж очень постараться, чтобы изменить климат на такой обширной территории. В этом районе и людей-то столько нет, чтобы спровоцировать своей деятельностью такие изменения.
— Как климатические изменения, отмеченные за последние 30 лет, влияют на обитателей Белого моря?
— Белое море глубокое: максимальная глубина более 340 м, средняя — около 67 м, — и прогреть его на большую глубину не так-то просто. Пока мы имеем сведения о повышении температуры лишь поверхностных слоев Белого моря. Даже наше Онежское озеро, которое в разы меньше, нагревается лишь поверхностно, а в глубине мы не видим таких сильных изменений. Тем не менее в небольших озерах Карелии, которые прогреваются лучше, уже отмечено изменение в составе рыбных сообществ: уменьшилось количество холодноводных рыб, так как им стало некомфортно жить в теплых условиях; вместе с этим увеличилась доля теплолюбивых рыб. В Онежском озере эти процессы еще не проявились, но в небольших водоемах мы наблюдаем их отчетливо.
Онежское озеро — источник питьевой воды для нескольких регионов России. Источник фото: фотобанк 123RF
— Расскажите об исследованиях, которые проводятся в Институте водных проблем Севера КарНЦ РАН.
— В нашем институте работают пять лабораторий: географии и гидрологии, гидрофизики, гидробиологии, гидрохимии и гидрогеологии, исследований донных отложений. Лаборатория географии и гидрологии как раз занимается водосбором Белого моря, а также комплексными исследованиями озерно-речных систем, лаборатория гидрохимии — контролем химического состава и загрязнений водоемов, исследованием процессов формирования химического состава поверхностных и подземных вод. В последние несколько лет в программе исследований этой лаборатории появилась новая интересная тема — микропластик в водных объектах. Ранее в Карелии эта тема никогда не изучалась, и сегодня мы уже получаем очень интересные результаты. Так, например, недавно наши исследователи обнаружили, что рачок байкальская амфипода Gmelinoides fasciatus, живущий в Онежском озере, может поедать микропластик.
— А что происходит с ним, после того как он съел такой «деликатес»?
— Этот рачок за свою жизнь может съесть один кусочек микропластика, но более подробно об этом можно прочитать в статье наших ученых, посвященной этой теме. Интересные научные изыскания ведутся и в других лабораториях. Гидрофизики, например, занимаются фундаментальными исследованиями, анализируя физические процессы, происходящие в озерах, в том числе подо льдом. Гидробиологи изучают структурную и функциональную организацию и динамику сообществ водных экосистем. Есть лаборатория, исследующая донные отложения в озерах, условия их формирования, и здесь тоже получены весьма любопытные результаты.
— О Белом море мы поговорили. Расскажите напоследок и об Онежском озере — визитной карточке Карелии и втором по величине пресноводном водоеме Европы. В каком состоянии оно находится сейчас?
— В целом Онежское озеро находится в хорошем состоянии, особенно центральная его часть. Вода в нем по-прежнему очень чистая. Иногда ее сравнивают с байкальской водой, но здесь мы, конечно, себе льстим: байкальская вода прозрачнее. Состояние Онеги хорошее, за исключением нескольких губ, например Петрозаводской губы, на которой фактически стоит весь одноименный город. Стоки ливневой канализации попадают в губу, и не помогают даже очистные сооружения. Есть проблемы и на Кондопожской губе, где работает целлюлозно-бумажный комбинат. Из-за деятельности ЦБК в экосистеме залива образовалась «мертвая зона»: на дне в районе выпуска стоков полностью отсутствуют донные животные. Еще одна наша напасть — форелевые хозяйства. Мировой тенденцией в Скандинавских странах, Северной Америке стал перенос садковых хозяйств на морские акватории, там отказались от практики ставить форелевые хозяйства на пресноводных водоемах, потому что водообмен в северных озерах очень медленный, приливов-отливов нет — и все продукты жизнедеятельности рыб, а также несъеденный корм оседают на дне озер, отравляя их. Однако в Карелии по-прежнему форелеводческие хозяйства функционируют на базе местных озер. Мы пытаемся привлекать внимание к этой проблеме, но пока побеждает финансовая составляющая: такое производство выгодно с экономической точки зрения.
В целом разведение форели, что стало брендом Карелии, — очень хорошее дело, но нужно организовать его по-другому, в идеале — перенести на Белое море. Такая практика в мире уже давно не новость. Форелевые хозяйства на базе морских акваторий давно и успешно работают, например, в той же Норвегии.
Кроме того, чтобы минимизировать ущерб пресноводным экосистемам, в странах Европейского союза внедряют новые технологии в виде рециркуляционных систем аквакультуры, которые используют почти замкнутый цикл водооборота, преимущество в утилизации отходов от выращивания рыбы, но эти меры требует требуют больших инвестиций. Карелия такой практикой похвастаться пока не может, но, надеюсь, в будущем и мы рано или поздно придем к более эффективным способам организации форелеводческих хозяйств.
Название видео
Портреты Л.Е. Назаровой предоставлены КарНЦ РАН и Л.Е. Назаровой.
Источник: scientificrussia.ru