В конце 1960-х годов многие страны осознали, что необходима координация усилий по сбору, хранению и переработке данных о состоянии окружающей среды. В 1972 г. в Стокгольме прошла Конференция по охране окружающей среды под эгидой ООН, где
285
впервые возникла необходимость договориться об определении понятия "мониторинг". Решено было термин мониторинг окружающей среды понимать как комплексную систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под влиянием антропогенных факторов. Термин появился как дополнение к термину контроль за состоянием окружающей среды (см. главу 16).
В зависимости от критериев и уровней выделяют различные виды экологического мониторинга. Наиболее высокий уровень - глобальный.
На глобальном уровне задачи экологического мониторинга особенно сложны. Если мониторинг на региональном уровне, как правило, является внутригосударственной задачей, то глобальный мониторинг - задача всего мирового сообщества. К концу XX в. сформировалась своего рода структура - глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС).
Цели ГСМОС определяются в ходе международного сотрудничества в рамках различных международных организаций, соглашений (конвенций) и деклараций. В общем виде целью ГСМОС является изучение Земли.
Идея создания ГСМОС была высказана на первой - Стокгольмской - Конференции ООН по окружающей среде в 1972 г. Ее реальные основы были заложены на специальной встрече в Найроби (Кения) в 1974 г., где была уточнена роль агентств и государств-членов ООН.
Часто используется другое название глобального мониторинга - фоновый мониторинг, или мониторинг фонового загрязнения окружающей природной среды.
В настоящее время создана мировая сеть станций фонового мониторинга, на которых осуществляется слежение за определенными параметрами состояния окружающей природной среды. Наблюдения охватывают все типы экосистем: водные (морские и пресноводные) и наземные (лесные, степные, пустынные, высокогорные). Эта работа проводится под эгидой ЮНЕП и координируется ЮНЕСКО.
Станции комплексного фонового мониторинга РФ расположены в шести биосферных заповедниках и являются частью глобальных международных наблюдательных сетей.
С 1977 г. ряд международных организаций (ЮНЕП, ВОЗ, ЮНЕСКО, ВМО) ведут сотрудничество в осуществлении первой глобальной Программы мониторинга и оценки качества воды рек, озер, водохранилищ и подземных вод (ГСМОС/ВОДА) в рамках глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС).
Материалы, документы и руководства, разработанные в рамках программы, нашли отражение в многочисленных публикациях.
К настоящему времени создана стандартизованная глобальная сеть, проведен анализ актуальных вопросов: глобальной оценки
286
качества пресной воды и состояния пресноводных экосистем, опасности воздействия различных загрязняющих веществ, прежде всего токсичных, а также анализ влияния разрушительной практики землепользования.
Задача изучения Земли как целостной природной системы поставлена Международной геосферно-биосферной программой (МГБГТ), осуществление которой началось с 1986 г.
В основу этой исследовательской программы положены междисциплинарные исследования по ряду ключевых проектов. В основном проекты ориентированы на изучение изменений климата. Руководителями большей части проектов были ученые и специалисты США; у нас эту задачу взяла на себя программа "Глобальные изменения природной среды и климата". Работы выполняются на основе широкого применения космических средств наблюдений.
МГБП предусматривает разработку семи ключевых направлений.
- Закономерности химических процессов в глобальной атмосфере и роль биологических процессов в круговоротах малых газовых компонентов. Проекты, выполняемые по этим направлениям, ставят целью, в частности, анализ последствий изменения содержания озона в стратосфере и проникновения к земной поверхности биологически опасной УФ-радиации, оценку влияния аэрозолей на климат и др.
- Влияние биогеохимических процессов в океане на климат и обратные влияния. Проекты включают комплексные исследования глобального газообмена между океаном и атмосферой, морским дном и границами континентов, разработку методик прогнозирования реакции биогеохимических процессов в океане на антропогенные возмущения в глобальном масштабе, изучение Мирового океана.
- Изучение прибрежных экосистем и влияния изменений землепользования.
- Взаимодействие растительного покрова с физическими процессами, ответственными за формирование глобального круговорота воды. Проводятся исследования по Программе глобального эксперимента по изучению круговорота энергии и воды как дополнение к исследованиям по Всемирной программе исследований климата.
- Влияние глобальных изменений на континентальные экосистемы. Разрабатываются методики прогноза воздействий изменений климата, концентрации углекислого газа и землепользования на экосистемы, а также обратных связей; исследуются глобальные изменения экологического разнообразия.
- Палеоэкология и палеоклиматические изменения и их последствия. Проводятся исследования с целью реконструкции истории изменений климата и окружающей среды за период с 2000 г. до н.э. с временным разрешением не менее 10 лет.
287
- Моделирование земной системы с целью прогноза ее эволюции. Создаются численные модели в глобальном масштабе, делаются количественные оценки взаимодействия глобальных, физических, химических и биологических интерактивных процессов в земной системе на протяжении последних 100 тыс. лет и др.
Центральный проект МГБП - "Глобальный анализ, интерпретация, моделирование" (Global Analysis, Interpretation and Modeling). Анализ полученных по этому проекту данных породил сомнения во всемогуществе математического моделирования. Трудности связаны с тем, что моделирование, успешно работавшее на глобальном уровне, оказалось в затруднении на региональном уровне. Результативность его существенно снижалась при упрощении набора рассматриваемых факторов и абстрагировании от неравновесных и переходных состояний.
Наиболее важные выводы, полученные при подведении итогов МГБП за период 1986-1996 гг., а также возможные действия для снижения негативных последствий антропогенного воздействия сводятся к следующему.
1. Наиболее ярким интегральным индикатором состояния биосферы служит газовый состав атмосферы, исследования которого проводились в рамках проекта "International Global Atmospheric Chemistry". Его изменения на протяжении последних десятилетий вызваны промышленной и сельскохозяйственной деятельностью. Особенностью атмосферы Земли является отсутствие термодинамического равновесия, что является прямым следствием взаимодействия биосферы и атмосферы. Это взаимодействие реализуется через фотосинтез и дыхание, микробную активность в почвах и ветландах.
Взаимодействие океана с атмосферным аэрозолем служит побудительным процессом образования облаков, роль которых в изменении климата еще количественно не определена. В исследованиях по проекту океан рассматривался как резервуар углекислоты; карбонатное равновесие в нем регулирует в зависимости от температуры поглощение или выделение углекислоты в атмосферу. Модели привели к выводу о глобальном поглощении углерода океаном в пределах 2±0,8 Гт в год. Региональные модели показали правомерность этого вывода для Тихого, но не для Южного океана, экваториальной зоны или Северной Атлантики. Региональные особенности имеют решающее значение для перераспределения потоков тепла в рамках общего баланса.
Сформулировано два подхода к регулированию антропогенного изменения климата: снижение антропогенной эмиссии парниковых газов или адаптация хозяйства к таким изменениям.
Установлен "удобрительный" эффект углекислоты. Оказалось, что все экосистемы увеличивают первичную продукцию при росте
288
концентраций углекислоты, но северные - в наименьшей степени. Удвоение может вызвать не более чем 5 %-ный рост урожая. Эффект существенно зависит от времени, скорости миграции, ландшафтных процессов.
2. Работами по проекту "Биосферные аспекты гидрологического цикла" (Biospheric Aspects of Hydrological Cycle) установлено, что вклад испарения воды растительным покровом в глобальный гидрологический цикл весьма значителен. Сделано заключение о том, что пресная вода контролирует гидрологический и биогеохимический циклы, а также условия жизни населения.
3. Соответствие разработанных моделей реальной истории климата на Земле проверялось в рамках проекта "Глобальные изменения в прошлом" (Past Global Changes). На основе анализа льда, взятого сотрудниками антарктической станции "Восток", который сформировался в течение последних 100 тыс. лет, сделан вывод о четкой корреляции между содержанием в атмосфере диоксида углерода, метана и температурой, что на первый взгляд подтверждает существование парникового эффекта. Однако была обнаружена хорошая корреляция и между положением Земли относительно Солнца и циклами Миланковича1 с периодичностью в десятки тысяч лет. В любом случае, каковы бы ни были антропогенные изменения климата, они накладываются на его естественные вариации, масштаб которых может превышать влияния, обусловленные изменением поверхности Земли и эмиссии парниковых газов.
Выводы из исследований по проекту "Past Global Changes" таковы:
- 1) антропогенные влияния накладываются на естественную изменчивость природных процессов; понимание и прогноз последствий возрастания концентрации парниковых газов требуют соответствующих знаний;
- 2) ледяные керны указывают на резкое возрастание концентрации парниковых газов за последние 100 лет, до этого времени она была относительно постоянной;
- 3) ледяные керны указывают на параллельное изменение концентрации парниковых газов и глобальной температуры;
- 4) комплекс палеоклиматических данных - древесные кольца, льды, осадки - показывает, что климат в прошлом менялся гораздо сильнее, чем за последние 150 лет (в период инструментальных наблюдений);
- 5) воздействие изменений климата на природные системы в прошлом было глубоким и далеко превосходящим то, которое допускает современное общество. В палеоклимате отмечено изменение уровня озер, режима рек, случаи экстремальных событий (засухи, наводнения). При повторении этих событий в будущем к ним могут не адаптироваться многие социальные и экономические системы;
289
- 6) на промежутках времени больших, чем межледниковье, в котором мы живем, система атмосфера-океан в высокой степени нестабильна. Резкие колебания климата, происходящие на протяжении немногих десятилетий, связаны с мощными изменениями циркуляции океана.
Важнейшей системой наблюдений глобального масштаба является Глобальная служба наблюдений атмосферы (ГСА).
Рост концентраций диоксида углерода и метана, разрушение озонового слоя в стратосфере, повышение содержания озона в тропосфере, закисление атмосферных осадков и изменения радиационного баланса системы Земля-атмосфера-энергия отражают растущее влияние деятельности человека на атмосферу планеты. Эта деятельность нарушает равновесие атмосферы, приводя к изменениям, воздействующим не только на человека, но и на животных, растения и экосистемы, частью которых они являются.
Ответственность за международное координирование долгосрочного мониторинга изменений состава атмосферы в глобальном масштабе лежит главным образом на Всемирной метеорологической организации (ВМО). Этот мониторинг осуществляется посредством Глобальной службы наблюдений атмосферы.
В настоящее время в состав ГСА входят:
- наблюдательные станции;
- научные центры по обеспечению качества измерений;
- мировые центры данных.
- ГСА включает сеть наблюдательных станций (обсерваторий), охватывающую весь земной шар.
Помимо ГСА функционирует также Глобальная система наблюдений климата (ГСНК). Сейчас усилия сосредоточены на мерах по повышению качества наблюдений за климатом, особенно над океанами, на которых будут основываться оценки антропогенных изменений климата.
Недавно создана новая служба - Глобальная система наблюдений за океаном (ГСНО).
Работы по созданию Глобальной системы наблюдений за океаном проводятся с 1996 г. Важность создания этой системы определяется тем, что 70% территории Земли покрыто водой, поэтому долгосрочные наблюдения за этой составляющей и прогноз характеристик играют ключевую роль в жизни грядущих поколений.
Создание ГСНО является результатом решений, принятых на Конференции по окружающей среде и развитию в 1992 г. в Рио-де-Жанейро и 2-й Всемирной конференции по климату (Женева, 1990 г.). ГСНО - программа, которая призвана помочь всем странам выполнить решения всемирных конференций, касающихся изменений климата, биоразнообразия и других комплексных проблем,
290
а также положений Всемирного плана мероприятий по защите морской окружающей среды от вредных последствий деятельности человека.
Международные организации предприняли важные и решительные шаги для установления контроля за возможными изменениями климата.
Изучение климата проводится в разных аспектах в рамках ряда крупных межнациональных программ, под эгидой таких международных организаций, как ЮНЕП, ЮНЕСКО, ВОЗ, ОАО, МСНС. Ведущую роль в этих работах играет ВМО (согласно резолюции ООН ВМО отведена ведущая роль в исследованиях атмосферы, в том числе в изучении изменений климата).
Изменение климата, по мнению международной группы по изменению климата, экспертов, способно привести к многообразным, в большинстве случаев отрицательным последствиям для здоровья людей и даже к значительному числу жертв.
Правительства, ведущие хозяйственные руководители и специалисты обеспокоены последствиями, которые могут повлечь за собой длительные аномалии погоды и изменение климата в таких областях, как здоровье населения, состояние экосистем и экономическое развитие.
В 1979 г. ВМО приняла решение о выполнении Всемирной климатической программы (ВКП), которая состоит из нескольких подпрограмм. Важнейшей из них является Всемирная программа исследований климата (ВПИК). Именно с этого времени отношение мирового сообщества к проблемам климата существенно изменилось. Учреждения и международные организации (ЮНЕП, ЮНЕСКО, ВОЗ, ФАО, МСНС), занимающиеся изучением климата, совместно разработали Программу действий по климату. В цели Программы действий входят изучение запросов потребителей и оптимизация методов их обслуживания.
С 1991 г. в рамках проекта Стратегии защиты окружающей среды Арктики (АЕПС) восемью странами - Дания/Гренландия, Исландия, Канада, Финляндия, Норвегия, Россия, США, Швеция - выполняется программа арктического мониторинга и оценки (АМАП). В подготовке отчетов программы участвуют также международные организации (коренных народов Арктики, Совет министров Северных стран - Швеции, Норвегии, Финляндии, Исландии, Канады, ЮНЕП) и специалисты из Германии, Нидерландов и Великобритании.
В международном сотрудничестве, которое ставит задачи устранить ущерб, нанесенный Черному морю хозяйственной деятельностью, и предотвратить его в будущем, участвуют специалисты шести стран: Болгарии, Грузии, Румынии, России, Турции, Украины. Сотрудничество продолжается уже 7 лет. Благодаря поддержке правительств этих стран, неправительственных организаций, ООН
291
и Европейского союза они собрали информацию и разработали Стратегический план действий по оздоровлению и защите Черного моря, который был принят в октябре 1996 г. и рассчитан на 20 лет и более.
- Укажите основные этапы международного сотрудничества при решении экологических проблем.
- Укажите наиболее важные международные экологические программы и проекты.
292
1
Циклы Миланковича отражают вариации орбитальных параметров.
