Проблема изменения климата и его последствий: что происходит и как ее решить

Ученые отмечают, что практически во всех регионах планеты наблюдаются случаи изменения погоды и экстремального климата. Они касаются в том числе состояния атмосферы, океанов, ледников и поверхности Земли. Какие-то изменения уникальны, другие же наблюдаются уже продолжительное время. А самое страшное, что многие явления (например, рост уровня океана) невозможно обратить вспять.

В период с 1850 по 1900 годы средняя температура на Земле увеличилась примерно на 1,1 градус Цельсия. Но глобальное потепление уже не остановить: ученые считают, что в ближайшие 20 лет значение достигнет или даже превысит 1,5°С.

Исследователи предупреждают, что климатические изменения коснутся всех регионов планеты. Скорее всего, лето станет длиннее и жарче, а зима — короче. Даже, казалось бы, небольшой подъем средней температуры на 2°С усилит нагрузку на здравоохранение и усложнит ведение сельского хозяйства.

Может быть, вы хотите заниматься этим вопросом и проводить научные исследования? Читайте статью, чтобы изучить основы темы и узнать, как над ней работают сегодня.

Парниковый эффект — а что это такое?

Под парниковым эффектом понимают радиационное излучение атмосферы, которое приводит к нагреванию поверхности Земли. При отсутствии атмосферы температура на нашей планете находилась бы на уровне -24°С. Это очень низкий показатель: он привел бы к тому, что видовое разнообразие растений и животных сильно сократилось, а человек и вовсе не смог бы выжить в таких условиях. Однако сейчас среднегодовая температура составляет 15°С. Разница в 39°С и называется парниковым эффектом. Благодаря скоплению газов в нижнем слое атмосферы происходит нагрев планеты.

Парниковый эффект сам по себе — не плохое явление. Он обеспечивает жизнь большинства организмов на Земле. Однако сейчас наблюдается его усиление, что вызывает сильное беспокойство у ученых. Но для начала рассмотрим, как он вообще возникает.

Все начинается с коротковолнового излучения от Солнца. Часть лучей (в основном жесткие ультрафиолетовые) задерживаются в атмосфере, остальные же попадают на поверхность планеты. Под их действием Земля нагревается и излучает длинные волны инфракрасного спектра. Большинство из них не могут пройти сквозь атмосферу из-за находящихся там парниковых газов. Такие лучи отражаются и возвращаются обратно на поверхность, из-за чего и происходит ее нагрев.

Самый «активный» из парниковых газов — водяной пар. Кроме того, в атмосфере находятся углекислый газ (причем его количество из-за промышленности растет), метан и закись азота.

Среди причин усиления парникового эффекта ученые выделяют следующие:

• использование горючих полезных ископаемых в промышленных целях. При сжигании угля, нефти и природного газа в атмосферу выделяется огромное количество углекислого газа и других парниковых соединений;
• транспорт. Легковые и грузовые автомобили также загрязняют воздух выхлопными газами;
• вырубка лесов. Деревья поглощают углекислый газ, тем самым снижая его содержание в атмосфере. С вырубкой каждого дерева количество CO₂ растет и приводит к усилению парникового эффекта;
• лесные пожары. Это еще одна серьезная проблема, так как они тоже приводят к уничтожению деревьев;
• рост населения. Это пункт тоже влияет на содержание парниковых газов, пускай и косвенно. Разрастающееся население требует все больше ресурсов: жилья, продуктов питания и быта, одежды. Для этого требуется рост промышленных масштабов. А заводы, в свою очередь, усиливают парниковый эффект;
• использование удобрений. Большая часть агрохимии выделяет азот при разложении;
• мусор на полигонах. Разлагаясь, он также выделяет парниковые газы.

Суть проблемы

За последние 40 лет выбросы парниковых газов увеличились вдвое, а содержание углекислого газа в атмосфере сейчас на 40% больше, чем в середине XIX века. С начала индустриализации температура на Земле выросла на 1°С. Кажется, что это значение небольшое, но даже оно приводит к серьезным изменениям. Ученые предполагают, что к 2030-2050 годам этот показатель увеличится еще на полпроцента, а к 2100 температура станет на 3-4°С больше доиндустриальных значений. К чему это приведет? Давайте разбираться.

Основная проблема заключается в последствиях климатических изменений. Так, из-за повышения температуры наблюдается постепенное испарение морей и океанов. По предсказаниям ученых, через 200 лет станет заметно такое явление, как высыхание природных водоемов. Это приведет к сокращению численности растений и животных, а также дефициту воды для людей.

Но есть и другая сторона проблемы. Одновременно с высыханием природных водоемов ученые замечают таяние ледников. Из-за этого уровень вод Мирового океана повышается. В последние годы наводнения и затопления прибрежных регионов стали возникать намного чаще, а значит, уровень вод действительно продолжает расти.

Смена климата отразится и на жизни всего живого. Например, территории, которые сейчас получают мало природных осадков, со временем станут совсем засушливыми и непригодными для жизни. Люди не смогут даже использовать их для хозяйственных нужд (выращивания растений и разведения животных). Глобальное потепление может негативно отразится и на здоровье людей, не привыкших к высоким температурам. Повышается вероятность тепловых и солнечных ударов, обезвоживания, проблем с сердечно-сосудистой системой и инсультов.

Почитать об этом подробнее можно, например, на El Pais.

Как решать проблему

Остановить проблему, связанную с климатическими изменениями можно, но к ней нужно подходить глобально. Например, принимать меры против обезлесенивания, разрабатывать новые, более экологичные источники энергии для автомобилей и производств. Если принять правильные меры, глобальное потепление можно остановить, а концентрация в атмосфере парниковых газов перестанет увеличиваться.

Конечно, каждый научный институт проходит к этой проблеме уникально. Например, сотрудники Института Экологии Российского университета дружбы народов занимаются вопросом замещения традиционного углеводородного топлива на CO₂-нейтральное биотопливо. Конечно, полная замена вряд ли будет возможна, однако даже частичное внедрение экологичных источников энергии поможет уменьшить влияние на климатический ансамбль атмосферы.

В качестве такого биотоплива в Институте экологии рассматривают микроводоросли. Это возобновляемое сырье, которое имеет большую перспективу. Естественный фотосинтезирующий потенциал на Земле не выдерживает нагрузку от человеческой жизнедеятельности. Однако с ней могут справиться микроводоросли. У них большая удельная поверхность, благодаря чему процессы фотосинтеза идут быстрее и активнее (ведь именно они отвечают за переработку углекислого газа в кислород). Промышленное культивирование водорослей может снизить загрязнение атмосферы парниковыми газами.

Этот сложный проект реализуется не только сотрудниками РУДН, но и известными учеными со всего мира. Так, Институту экологии помогают кандидат технических наук и заведующий лабораторией ОИВТ РАН Власкин М.С., а также профессор Кумар Винод из Индии. В области климатически-нейтрального обращения с отходами огромный вклад приносит сотрудничество с иорданским профессором международного уровня Хани А. Кдэйсом.

Почему стоит учиться экологии в РУДН? В первую очередь, потому, что университет стал первым аккредитованным государством органом по валидации и верификации парниковых газов. Такое решение было принято 11 ноября 2021 года. Основная задача ученых РУДН — проверять доклады, касающиеся выбросов парниковых газов. Возможно, в будущем такие органы будут признаны и на международном уровне.

Работать в качестве экспертов и технических экспертов будут целых 12 сотрудников Института экологии РУДН. Теперь они начнут проводить валидацию и верификацию выбросов у большого количества компаний. Это доказательство того, что ученые РУДН многого достигли в своем направлении, и теперь Институт экологии будет развиваться еще активнее. Самое время к нему присоединиться!

Решаем проблему вместе

Хотите стать исследователем и решать проблему загрязнения парниковыми газами совместно с учеными РУДН? Специалистов в этой области готовит новая магистерская программа Института экологии — «Биоинженерия окружающей среды». Она реализуется в рамках направления «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии».

Студенты этой программы не только изучают теоретические основы профессии, но и учатся решать прикладные задачи, связанные с работой эколога. В этом помогают встречи с компаниями-партнерами, круглые столы, решение кейсов и обсуждение актуальных вопросов. Выпускники направления могут не только управлять проектами в области биоинженерии, но и проводить мониторинги, создавать системы очистки воды и управления твердыми отходами. На втором курсе студент делает упор на одно из направлений профессиональной деятельности:

• оценка качества водных ресурсов;
• управление отходами;
• разработка возобновляемых источников энергии и управление климатическими проектами.

У студентов есть возможность участвовать в программе двойных дипломов, а также проводить научные исследования по совместным грантам. Практика проходит в крупнейших государственных и частных компаниях отходоперерабатывающей индустрии, таких как «Газпромнефть – Московский НПЗ», «EcoStandard group», ФБУ «Ростест-Москва», «HUBER TECHNOLOGIES»; ОАО «ЭКОТЕХНОЛОГИИ», Воскресенский завод минеральных удобрений.

После окончания обучения магистрант может работать инженером во многих областях. Например, заниматься охраной окружающей среды, управлять отходами, реализовывать проекты по устойчивому развитию. Эколог, заинтересованный в своей профессии, может построить хорошую карьеру и на производстве.

Инвестируйте в себя и свое будущее! Ждем вас на магистерской программе «Биоинженерия окружающей среды» в Институте экологии!

Руководитель программы «Биоинженерия ОС»

Курбатова Анна Игоревна:

• Кандидат биологических наук по специальности «Экология».
• Доцент департамента экологической безопасности и менеджмента качества продукции.
• Зам.руководителя Органа по валидации и верификации по качеству Института экологии РУДН.
• Внутренний аудитор Органа по валидации и верификации Института экологии РУДН.
• Эксперт в области верификации ПГ.
• Приглашенный профессор Университета Гранады (Испания), Иорданского Университета Науки и Технологи (Иордания).
• Руководитель Совместной образовательной программы с Томским Государственным Университетом «Environmental Quality Assessment: management and modeling» .
• Руководитель программы повышения квалификации кадров «Обеспечение экологической безопасности при работах с опасными отходами».
• Руководитель образовательных программ бакалавриата и магистратуры «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», международный эксперт ECTN по аккредитации программ по направлениям 18.03.02, 18.04.02.
• Член Международной группы по отходам (IWWG).
• Соредактор научного журнала «Sustainability» (Швейцария, Q2 квартель) специальный выпуск «Sustainable Municipal Solid Waste Management: A Local Issue With Global Impacts».
• Лектор DAAD (Германской службы академических обменов). Цикл лекций посвящен тематике бизнес-менеджмента в области рационального потребления и организации устойчивого производства «Transition to Sustainable Consumption and Production inIndustry: The Business Management Context».