Вышеуказанные обстоятельства существенно сужают временные рамки даже для разработки соответствующих адекватных мер, не говоря об их осуществлении. Однако разработка таких мер крайне затруднена из-за большой неопределенности современных прогнозов изменения климата и, соответственно, оценок возможного экономического ущерба. Для решения возникшей глобальной проблемы требуется координация усилий политических деятелей и специалистов из самых разных отраслей знаний: экономистов, математиков, физиков, медиков, социологов и др. Поэтому при поддержке Программы ООН по окружающей среде UNEP (United Nations Enviroment Programme) и Всемирной Метеорологической Организации WMO (World Meteorological Organization) в 1988 г. была создана авторитетная Межправительственная комиссия по изменениям климата IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change). Основные цели этой комиссии таковы:
- оценить доступную научную информацию по изменениям климата;
- оценить социально-экономические последствия климатических изменений и их воздействий на окружающую среду;
- сформулировать стратегию реагирования на эти изменения.
За истекшее десятилетие IPCC проделала большую работу по накоплению и анализу информации и подготовила серию отчетов, содержащих рекомендации, уже послужившие основой для принятия ряда важнейших международных соглашений ("Рамочная конвенция по изменениям климата", 1992 г., Рио-де-Жанейро; "Соглашения по ограничениям выбросов СО
2
", 1997 г., Япония).
В выпуске каждого отчета обычно участвовали один-два десятка ведущих авторов и около сотни соавторов из 10-15 стран (в этой работе также принимал участие один из авторов данной статьи). Кроме того, каждый отчет рецензировался несколькими сотнями ведущих специалистов соответствующих областей знаний из нескольких десятков стран. Таким образом, уникальные исследования IPCC достаточно полно отражают коллективное мнение специалистов и только они служат основой разработки соответствующих межгосударственных соглашений по стабилизации климата.
К сожалению, эти исследования недостаточно хорошо известны в России.
В отечественной литературе экономические аспекты потепления климата практически не рассматривались, хотя, по мнению авторов, иметь некоторое представление о возможном воздействии климатических изменений на экономику полезно всем специалистам, так или иначе связанным с данной проблематикой. Поэтому одной из основных целей данной статьи является ознакомление общественности с современным состоянием проблем, связанных с потеплением климата, именно на основе материалов IPCC.
ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Общеизвестно, что радиационные процессы играют центральную роль в атмосферном тепло-энергообмене и, следовательно, в формировании климата Земли, так как "глобальные долговременные динамические процессы регулируются реальными притоками тепла, среди которых одним из главных является лучистый"
19. Мало того, климат крайне чувствителен даже, казалось бы, незначительным изменениям в механизме радиационных процессов. Так, по данным ряда исследований
20, уменьшение в прошлом солнечной энергии, приходящей на Землю, всего на ~1% (в силу ряда астрономических факторов) провоцировало ледниковые периоды. За происходящее же изменение климата ответственен, как уже отмечалось, "парниковый эффект". Парниковым эффектом называется повышение температуры поверхности Земли (или иных планет) вследствие относительно хорошей прозрачности атмосферы по отношению к солнечному излучению и ее непрозрачности по отношению к инфракрасному (ИК) излучению.
Интересно отметить, что механизм "парникового эффекта" был описан еще в 1860 г. известным английским физиком Тиндалом. В общих чертах он объясняется поглощением в атмосфере теплового ИК излучения, исходящего от земной поверхности (нагретой солнцем) с последующим его изотропным переизлучением в атмосфере, приводящем к возвращению части первоначального теплового излучения к поверхности. Эта добавка к солнечной энергии, падающей на земную поверхность, и вызывает ее дополнительный разогрев
21. (В среднем земная поверхность поглощает 168 Вт/м
2солнечной энергии, а испускает 390 Вт/м
2тепловой, причем 324 Вт/м
2возвращается обратно из-за парникового эффекта
22.) Безпарникового эффекта была бы вообще невозможна жизнь на Земле (по всяком случае в привычных формах), так как средняя глобальная температура тогда равнялась бы всего -20°С вместо наблюдающихся +15°С
23.
Важно также отметить, что в прошлом действительно наблюдались сильные корреляции между климатом и концентрацией СО
2в атмосфере
24. На протяжении нескольких последних тысячелетий эта концентрация была довольно стабильной и составляла примерно 280 ppmv (280 молекул СО
2на 1 млн. молекул воздуха). Однако с начала интенсивного развития промышленности (примерно с середины прошлого столетия) эта концентрация начала экспоненциально расти и в настоящее время уже составляет около 360 ppmv. Только с 1980 по 1990 г. концентрация СО
2увеличилась на 17 ppmv (с 337 до 354 ppmv)! Так же резко возрастают концентрации и других парниковых газов, в первую очередь метана (за то же десятилетие с 1.57 до 1.72 ppmv)
25.
При сохранении таких темпов роста уже приблизительно через 30 лет следует ожидать концентрацию парниковых газов в атмосфере, эквивалентную удвоению концентрации СОз (при этом концентрация собственно СО
2будет равна примерно 450 ppmv)
26. В прошлом при такой концентрации парниковых газов (средний Плиоцен, 3-5 млн. лет назад) климат существенно отличался от настоящего: среднеглобальная температура была на 4-5°С выше, отсутствовало оледенение Антарктиды, уровень океана был выше на несколько метров и т.п. Установление такого климата за короткий промежуток времени в несколько десятилетий привело бы к глобальной климатической катастрофе. Поэтому неудивительно, что в течение ряда последних лет климатические проблемы активно обсуждаются как в научных кругах, так и на межправительственном уровне при активном содействии ООН.
В IPCC также рассматриваются некоторые прогнозы будущего роста концентрации углекислого газа в атмосфере, существенно зависящие от выбора стратегии развития промышленности, энергетики, транспорта и т.п. Согласно этим сценариям, к концу следующего столетия можно ожидать возрастание концентрации углекислого газа от ~450 ppmv до ~950 ppmv! Вышеуказанные прогнозы основаны на достаточно надежных в настоящее время теориях и моделях углеродного цикла и данных мониторинга СО
2
27. Как уже отмечалось, ситуация обостряется вследствие возрастания антропогенного выброса и других парниковых газов - метана, фреонов и др.
Полезно также иметь в виду основные черты природного углеродного цикла (следить за углеродом удобнее, чем за его соединениями типа углекислого газа из-за химических превращений). Вообще говоря, в атмосфере содержится примерно 750 гигатонн (Гт) углерода (здесь и далее величины даны для периода 1980-1989 гг.), при этом обмен атмосферы с сушей (растительность, почва) составляет около 60 Гт/год и с океаном около 90 Гт/год, то есть довольно интенсивен. Казалось бы, ежегодная антропогенная эмиссия, составляющая всего около 7.1 ± 1.1 Гт/год (5.5 ± 0.5 Гт/год только из-за сжигания угля и нефти и производства цемента), при таком интенсивном обмене могла бы быть легко поглощена, например океаном (где уже содержится около 40000 Гт углерода). Однако - и это является установленным фактом - обмен атмосфера - суша и атмосфера - океан весьма инерционен и соответствующие скорости абсорбции СОз могут меняться лишь довольно медленно (за столетия). Кроме того, в отличие от метана, озона и других газов, углекислый газ не вступает в химические атмосферные реакции, могущие эффективно выводить его из атмосферы. Иначе говоря, природная "фабрика" по утилизации атмосферного углекислого газа не может быстро наращивать свои мощности, что и приводит к накоплению углерода (СО
2) в атмосфере (в указанный период в атмосфере ежегодно оставалось около 3.2 Гт углерода). Поэтому, как показывают модели углеродного цикла
28, накопившийся в атмосфере "лишний" СО
2приведет к установлению концентрации углекислого газа на новом, более высоком уровне, причем снижающемся крайне медленно (в течение многих столетий), даже при полном прекращении антропогенной эмиссии. Значит, возможно воздействовать на ситуацию только на стадии накопления СО
2, а снижения его установившейся концентрации можно будет добиться только если срочно принять меры по ограничению выбросов в атмосферу.
Однако введение любых таких ограничений требует весьма существенных (а зачастую и весьма дорогостоящих) перестроек в экономике. Так, наиболее "безопасный" (но вообще говоря мало реальный) из сценариев, рассмотренных IPCC (1592 с), в котором установившаяся концентрация равна 350 ppmv, предполагает, что дальнейшее удовлетворение растущих энергетических потребностей человечества будет происходить в основном за счет ядерной энергетики (в развитых странах), а рост энергетических потребностей в развивающихся странах будет незначительным. Но такая перспектива не слишком реальна.
Возникает естественный вопрос: насколько опасны возможные изменения климата при том или ином сценарии развития глобальной экономики и каков безопасный уровень установившейся концентрации СО
2
? Очевидно, только ответив на эти вопросы, можно обоснованно выбрать стратегию по предотвращению возможных негативных последствий изменения климата. К сожалению, определенность существующих климатических прогнозов оставляет желать лучшего. Так, имеющиеся оценки увеличения среднеглобальной температуры и повышения уровня океана при удвоении содержания СО
2в атмосфере дают разброс в 1.5-4.5°С и 30-140 см, соответственно
29. Иначе говоря, по одним оценкам климат почти не изменится, а по другим - может произойти чуть ли не климатическая катастрофа.
В свою очередь неудовлетворительная надежность климатических прогнозов обусловлена сложностью описания процессов переноса солнечной и тепловой энергии в атмосфере и моделирования обратных связей в системе атмосфера-суша-океан. Так, поглощение солнечной и тепловой радиации в ИК области имеет очень сложную зависимость от энергии, так как определяется колебательно-вращательными ИК-спектрами поглощения молекул водяного пара, углекислого газа, озона и др. (при моделировании радиационных процессов требуется учесть несколько десятков мегабайт информации о нескольких сотнях тысяч спектральных линий газов). Большие трудности представляет и моделирование переноса солнечной энергии в облачной атмосфере из-за весьма неоднородной структуры облаков. Недавно было установлено, что существующие радиационные блоки климатических моделей (программы, где вычисляются параметры атмосферного радиационного теплообмена) могут давать рассогласование в расчетах потоков атмосферной радиации в десятки процентов, тогда как изменения в потоках при удвоении СО
2
- всего порядка одного процента
30. В результате чисто научная проблема моделирования атмосферных радиационных процессов сдерживает решение важнейших практических проблем, имеющих общечеловеческую значимость.
Однако в последнее время, наконец, были освоены более адекватные методы теоретического исследования переноса атмосферной радиации
31. Кроме того, бурно развиваются экспериментальные исследования в этой области, в том числе с использованием спутников. В этой связи особо следует отметить американскую программу экспериментально-теоретических исследований атмосферной радиации ARM (Atmospheric Radiation Measurements)
32. В рамках этой программы на специальных полигонах проводятся уникальные натурные эксперименты по измерениям атмосферной радиации в различных климатических зонах. Все это позволяет надеяться на получение качественно новых методик радиационных расчетов, обладающих достаточной точностью для целей прогнозирования климатических изменений уже в ближайшее десятилетие.
Очень важно также правильно учесть многочисленные обратные связи в климатической системе. Например, дополнительный разогрев атмосферы из-за парникового эффекта вызовет увеличение испарения воды и приведет к еще большему разогреву вследствие поглощения радиации водяным паром. Кроме того, рост испарения приведет к увеличению облачности. Это, с одной стороны, будет способствовать охлаждению атмосферы из-за отражения солнечной радиации облаками, а с другой - усилит разогрев вследствие экранирования тепловой радиации. (По этим причинам, как хорошо известно, в летний, ясный, солнечный день теплее, чем в пасмурный, тогда как при отсутствии облаков ночи холоднее.) В целом, как показывают расчеты, "изначальный" парниковый эффект по причине подобных обратных связей будет увеличиваться в несколько раз. Неизвестен лишь точный коэффициент такого увеличения.
Для кардинального улучшения климатических прогнозов в настоящее время развернуты широкомасштабные разработки в рамках Всемирной программы исследования климата ("World Climate Research Programme") и Международной геосферно-биосферной программы ("International Geosphere-Biosphere Programme"). Все это также позволяет надеяться на существенное улучшение климатических прогнозов в самом ближайшем будущем.
Однако уже сейчас существует возможность сравнивать различные факторы воздействия на климат с помощью понятия "радиационного форсинга" (radiactive forcing). Опуская некоторые подробности, можно определить радиационный форсинг как характерное изменение потоков радиации из-за данного фактора, измеряемое в Вт/м
2(см. табл. 1).
Таблица 1.
Радиационные форсинги (в Вт/м
2) на настоящий момент в сравнении с серединой прошлого века от наиболее существенных климатообразующих факторов
|
CO
2
|
СН
4 |
N
2
O, фреоны |
Озон |
Аэрозоли |
Солнечная радиация |
1.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
-1.0 |
0.3 |
Источник: по данным IPCC. |
Как следует из этой таблицы, суммарный форсинг в настоящий момент составил около 2 Вт/м
2, причем форсинг от увеличения СО
2доминирует. Как полагают многие специалисты по климату, это уже привело к увеличению среднеглобальной температуры примерно на 0.5°. Полезно также отметить, что форсинг от удвоения СО
2должен быть около 4.5 Вт/м
2, то есть будет уже в несколько раз превышать все другие форсинги. Это хорошо иллюстрирует широко распространенное мнение о начале существенных климатических изменений и необходимости принятия безотлагательных мер по стабилизации климата.
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Из-за отмеченной выше существенной неопределенности климатических прогнозов все оценки возможных экономических последствий потепления климата также крайне неопределенны, но, по мнению авторов, все же полезны при достаточно осторожном с ними обращении. Здесь мы будем опираться в основном на результаты исследований IPCC
33.
Для упрощения анализа обычно рассматриваются гипотетические ситуации при среднеглобальном увеличении температуры на 2.5 и 4°, что отвечает изменению климата при удвоении СО
2и реализации "наиболее вероятного" и "близкого к наиболее неблагоприятному" прогнозу климата соответственно. (Напомним, что такой климат может быть уже в ближайшие десятилетия.) Кратко опишем возможные последствия потепления на различные секторы экономики.
Сельское хозяйство.
IPCC отмечает, что вследствие потепления возможный ущерб может возникнуть из-за уменьшения увлажнения почвы, увеличения количества вредителей растений и животных, а также вследствие стрессовых воздействий жары. Кроме того, в одних регионах может возрасти эрозия почвы по причине увеличения дождей, тогда как в других усилятся засухи.
Модели предсказывают, что в ряде регионов средних широт (например США) число засушливых лет может возрасти с 5% в настоящее время до 50 к 2050 г. Однако отмечаются и возможные положительные эффекты для экономики. Так, станет больше период времени, благоприятный для роста растений. Кроме того, ожидается увеличение урожаев при росте концентрации СО
2из-за известного стимулирующего действия углекислого газа на фотосинтез растений. Согласно лабораторным экспериментам, удвоение концентрации СО
2может на 1/3 увеличить урожайность риса, сои и других культур.
При сравнительно небольшом падении валового продукта ожидаются существенные изменения на рынке продовольственных товаров. Так, даже при "очень неблагоприятных" сценариях (когда в большинстве развивающихся стран и бывшем СССР урожай уменьшится на 5-40%) валовой продукт может уменьшиться всего на 0.5%, но цены возрастут на 40%! По причине этого роста цен только в США потребители будут ежегодно тратить на продовольствие на 40 млрд. долл. больше, тогда как доходы фермеров возрастут всего на 19 млрд. долл. по сравнению с 1986 г.
В этом сценарии наибольшие потери ожидаются для Китая (до 5% их валового продукта) и бывшего СССР. В другом, более оптимистичном сценарии, воздействие изменения климата на мировое производство будет практически пренебрежимо малым, причем некоторый негативный эффект в Канаде, Японии и Европе будет компенсироваться ростом производства продовольствия в Австралии, Китае (?) и бывшем СССР. Ожидается также, что риск голода возрастет с 640 млн. человек до 680-940 млн. По некоторым оценкам, голод, косвенно связанный с потеплением климата, будет причиной смерти 900 млн. человек за период 2010-2030 гг. Следует отметить, что воздействие климатических изменений на сельское хозяйство в разных регионах даже одной и той же страны будет проявляться различно.
Повышение уровня моря.
По прогнозам IPCC, ожидается повышение уровня моря примерно на 0.5 м к 2100 г., что наиболее серьезно скажется в прибрежных зонах и для небольших островов. В литературе обычно рассматривается три вида ущерба от повышения уровня моря: дополнительные капитальные затраты на берегоохранные сооружения; убытки, связанные с потерями прибрежных земель, затраты в результате более частых наводнений.
Так, по некоторым оценкам, капитальные затраты в следующем столетии составят только для США от 73 до 111 млрд. долл. в расчете на повышение уровня на 1 м. Для всего мира повышение уровня моря на 0.5 м к концу столетия потребует вложений примерно в 1 млрд. долл. ежегодно.
В случае повышения уровня океана на 1 м ожидается, что только США потеряют (если не будут приняты защитные меры) 6650 кв. миль земли, что приведет к ежегодным экономическим потерям почти в б млрд. долл. Для всего мира, при повышении уровня на 0.5 м ожидаемые экономические потери составят примерно 50 млрд. долл.
Согласно оценкам, в случае повышения уровня океана на 1 м примерно на 20% возрастет число людей, оказавшихся в зоне возможных наводнений. Ежегодный экономический ущерб вследствие этого будет измеряться сотнями миллионов долл.
Лесное хозяйство.
Предполагается некоторое увеличение лесных пожаров и сокращение лесов вследствие засух, компенсируемое более интенсивным ростом лесов благодаря увеличению концентрации СО
2в атмосфере. В целом оценки потерь в лесном хозяйстве из-за климатических изменений весьма неопределенны и равны примерно 2 млрд. долл. в год.
Водоснабжение.
Предполагается, что в результате засух и других эффектов, сопровождающих изменение климата, ежегодные экономические потери в водоснабжении составят примерно 50 млрд. долл.
Затраты на поддержание комфортной температуры в зданиях.
С одной стороны, потепление климата очевидным образом снижает затраты на обогрев жилищ, однако при этом возрастают затраты на кондиционирование. Учет этих обстоятельств приводит к оценке экономических потерь для мировой экономики порядка 20 млрд. долл. в год.
Страхование.
Смысл страхования заключается в защите ряда секторов экономики от неожиданных или несчастных случаев, включая экстремальные условия погоды. С 1987 г. после сравнительно спокойного двадцатилетнего периода страховая индустрия начала нести дополнительные потери порядка 1 млрд. долл. в год от различных причин, связанных с погодой. Так, в 1992 г. только ураган Эндрю нанес ущерб в 30 млрд. долл., причем половина этого ущерба была возмещена страховыми фирмами.
Туризм.
Наиболее существенные потери (примерно 1.7 млрд. долл. в год) ожидаются в горнолыжном бизнесе из-за сокращения горнолыжного сезона.
Здравоохранение.
Существует много факторов, обусловленных изменением климата - как благоприятных, так и неблагоприятных, воздействующих на здоровье людей. Одни из них могут быть прямыми, например, смертельные случаи из-за жары, другие - сказываться косвенно, например факторы, связанные с изменениями в экосистемах. Весьма грубые оценки показывают, что повышение среднеглобальной температуры на 2.5° приведет к дополнительным 215 тыс. смертей в год, главным образом в развивающихся странах. Так, дополнительно заболеют малярией 200 млн. человек. По этим оценкам, экономический ущерб составит примерно 50 млрд. долл.
Загрязнение воды и воздуха.
Повышение температуры воздуха должно привести к увеличению концентрации тропосферного озона и других вредных газов. По некоторым оценкам, меры по восстановлению качества воздуха на прежнем уровне потребуют порядка 15 млрд. долл. в год. Аналогичные меры по восстановлению качества воды потребуют от 15 млрд. до 67 млрд. долл. в год.
Миграция населения.
Изменения климата могут вызвать дополнительную миграцию населения в силу ухудшения условий жизни в одних регионах и улучшения в других. Оценки показывают, что миграция составит порядка 1.5% населения Земли, или примерно 150 млн. человек, что приведет к ежегодным экономическим потерям в несколько сот миллионов долл.
Потери, связанные с ущербом в экосистеме.
Здесь потери - как прямые, так и косвенные - могут быть очень большими. Например, уменьшение мангровых лесов может привести к необходимости финансирования дополнительных работ по защите побережья. Потепление стало бы причиной потери многих видов животных и растений как по физиологическим причинам, так и вследствие изменений во взаимоотношениях различных видов, например в системах жертва - хищник и др. Для сохранения видов потребуется до нескольких десятков долл. на одну особь в год (например, 15 долл. для сохранения одного бурого медведя в Норвегии). По некоторым оценкам, все это потребует порядка 30 млрд. долл. в год.
В таблице 2 приведены некоторые оценки экономического ущерба для США при потеплении климата от вышеперечисленных и некоторых других факторов. Представленные в ней величины хорошо отражают неопределенность различных оценок ущерба. Тем не менее разброс оценок полного ущерба относительно невелик. Следует также отметить, что повышение среднеглобальной температуры с 2.5 до 4°С увеличивает ожидаемый экономический ущерб почти в два раза.
Таблица 2.
Экономический ущерб (в млрд. долл./год) для США при потеплении климата в случае удвоения СО
2(базовый год 1990)
|
Тип ущерба при потеплении климата по:
|
W.R. Cline на 2.5° |
S. Fankhauser на 2.5° |
R.C.J. Tol на 2.5° |
J.G. Titus на 4° |
|
Сельское хозяйство
|
17.5
|
8.4 |
10.0 |
1.2 |
|
Лесное хозяйство
|
3.3
|
0.7 |
- |
43.6 |
|
Восстановление видов
|
4.0
|
8.4 |
5.0 |
- |
|
Повышение уровня моря
|
7.0
|
9.0 |
8.5 |
5.7 |
|
Производство электроэнергии
|
11.2
|
7.9 |
- |
5.6 |
|
Здравоохранение
|
5.8
|
11.4 |
37.4 |
9.4 |
|
Миграция
|
0.5
|
0.6 |
1.0 |
- |
|
Ураганы
|
0.8
|
0.2 |
0.3 |
- |
|
Водоснабжение
|
7.0
|
15.6 |
- |
44 |
|
Загрязнение воздуха тропосферным озоном
|
3.5
|
7.3 |
- |
27.2 |
|
Всего (включая другие факторы)
|
61.1
|
69.5 |
74.2 |
139.2 |
