Новини про стан навколишнього середовища, про наслідки зміни клімату внаслідок діяльності людини стають все більш загрозливими. Екологи і кліматологи б’ють на сполох: льодовики тануть з прискоренням і можливим стає досягнення критичної межі, за якою точка неповернення. А як виглядає ситуація з точки зору науковця, який займається цими питаннями професійно? Про це, а також про дослідження на Українській антарктичній станції і точність прогнозів погоди – у розмові з кандидатом географічних наук, завідувачем відділу фізики атмосфери в Національному антарктичному науковому центрі Денисом Пішняком.
– Пане Денисе, Ви не раз брали участь в антарктичних експедиціях. Які дослідження Ви там проводили?
– Основною роботою у нас в Антарктиді вважається метеорологія, але також ми ведемо дослідження в області гідрології, чи точніше океанографії, та гляціології.
– Усе це різні галузі, але ж вони перетинаються, залежать одна від одної?
– Так, тут великий ступінь залежності: океан дуже пов’язаний з атмосферою, гляціологія також у значній мірі залежна від атмосфери.
– Зараз на Антарктиду все більше звертають увагу як на індикатор того, як змінюється клімат нашої планети, наскільки загрозливим є процес глобального потепління. З’являються повідомлення про прискорене танення полярних льодовиків, що спричинить суттєве підвищення рівня світового океану. Яка Ваша думка з цього приводу? Наскільки впливовим у цьому процесі є антропогенний фактор, а наскільки природні процеси?
– Справді, найбільшою проблемою в результаті глобального потепління є загроза підйому рівня світового океану через танення льодовиків. А, оскільки в Антарктиді міститься найбільший на планеті льодовик, то вся увага прикута до нього. Бо насправді, якщо він раптом почне танути, то це матиме катастрофічні наслідки. Стосовно фактичної ситуації, то вона досить невизначена, оскільки в Антарктиді потепління спостерігається значно слабше, ніж в Арктиці і науковці зараз намагаються пояснити, чому так відбувається. В Антарктиці зміни, пов’язані з потеплінням, теж відбуваються, але там вони набагато менші в порівнянні з Північним океаном.
– Очевидно це пов’язано з тим, що Антарктида є континентом і вплив океану тут значно слабший, а також з висотою льодовиків, яка в середньому становить 2-3 кілометри, а в окремих місцях сягає навіть 4,8 кілометра.
– Звичайно, те, що континент і висота над рівнем моря має велике значення. Саме такий розподіл, коли холодне ядро знаходиться на полюсі, а навколо нього – теплий океан, сприяє утворенню циркумполярної течії навколо Антарктиди як в атмосфері, так і в океані. По суті, утворюється величезний вихор планетарного масштабу, який блокує перенесення тепла в бік полюса. Це основна причина того, що Антарктида менше прогрівається і є надія на те, що її льодовики танутимуть не так швидко.
Але тенденція, звичайно, існує. Це особливо помітно як в районі Української антарктичної станції «Академік Вернадський» на Аргентинському півострові, де місцеві льодовики почали швидко деградувати, так і загалом у Західній Антарктиді, яка знаходиться на невеликій висоті над рівнем моря, і де також досить швидко відбувається й танення льодовиків, і відколювання величезних айсбергів. Це пов’язано з теплими водами океану, тому що з атмосфери у тих районах багато тепла не надходить, все рівно температура переважно тримається нижче нуля Цельсія. А ось океанічні води приносять туди тепло, і шельфові льодовики, які підмиваються цими теплими водами, починають танути знизу й відколюються. Це прямий результат того, що температура океану збільшується.
– Час від часу повідомляють про озера, які знаходять під льодовиком. Наскільки незвичайним є це не явище і що є його причиною?
– Я б не сказав, що це щось незвичайне. Скоріш за все, розташування озер під льодовиком – це типове явище. Невеликий потік термального тепла з надр Землі може утворювати такі озера. Також можливі інші механізми, наприклад, коли під прісний лід потрапляє солона вода, яка там не замерзає.
– А вулканічна діяльність? Наскільки вулкани дають про себе знати в Антарктиді і чи не загрожують вони льодовикам?
– Там є активні вулкани, зокрема, Еребус і Десепшн. Але у фундаментальній метеорології є поняття теплового балансу атмосфери, де тепло, яке надходить з надр Землі, визначається на рівні 0,1 відсотка, тобто величина практично незначима для атмосфери. Потоки сонячної радіації на порядки більші, і саме вони все визначають. Геотермальні фактори можуть мати вплив на утворення озер під товщею льоду, на танення нижнього шару льодовика, але сказати, що це основний фактор, який загрожує льодовикам, не можна.
Основним фактором, що спричиняє глобальне потепління, є надходження сонячної енергії, частина якої блокується парниковим ефектом в атмосфері. Тепло від Сонця надходить у видимому діапазоні, в якому атмосфера прозора, нагріває земну чи водну поверхню, а далі від поверхні випромінюються інфрачервоні промені, які частково затримуються в результаті парникового ефекту. Такий ефект залежить від газового складу атмосфери, і та кількість вуглекислого газу, який зараз активно виділяється на планеті, спричиняє посилення парникового ефекту. Таким чином може відбуватися розігрівання атмосфери.
– Наскільки сильно ці процеси відчутні в Україні і якими можуть бути наслідки зміни клімату?
– На жаль, Україні глобальне потепління не принесе нічого корисного, хоча й катастрофи не станеться. Клімат стає більш контрастним, при чому, якщо на заході країни збільшується кількість дощів, то на сході – зменшується. Термічний режим в частині регіонів практично не змінюється, а в південно-східній частині країни – підвищується, що призведе до опустелювання в цих південно-східних регіонах.
– Розкажіть про методи Ваших досліджень. У репортажі зі станції Академік Вернадський повідомлялося про новаторські прилади, які Ви застосовуєте.
– З’явилася ідея, чому б її не перевірити? Створюю пробний зразок, перевіряю – працює. У минулій сезонній експедиції я вже користувався вдосконаленим зразком, і ним вдалося отримати кращі результати. Мова йде про термічний керноріз – прилад для видобування кернів льоду з льодовика. Суть ідеї в тому, щоб це було легке портативне обладнання, яке не потребує ні особливих зусиль на його транспортування, ні витрачання великих коштів на його придбання.
– Що можна побачити, отримавши ці зразки льоду?
– Це залежить від завдання дослідження. Мені було цікаво подивитися, яка структура льодовика є зараз, і як вона буде змінюватися в наступні роки, відслідкувати динаміку. Для цього я вигадав такий прилад, і тепер ми маємо такий механізм видобування зразків. А далі їх можна піддавати будь-якому аналізу – хімічному, біологічному, фізичному, і, відповідно, робити якісь висновки.
Льодовик, на якому я працював неподалік нашої станції, є «теплим» льодовиком. Це означає, що кожного року влітку він може до якоїсь стадії танути, тому цей льодовик не дуже придатний для того, аби робити вікові дослідження. Від року до року там ситуація дуже змінюється: іноді він приростає, іноді – ні. Це на противагу «холодним» льодовикам, де кожного року відкладається чітко визначений і видимий шар льоду, і можна чітко порахувати його вік, подібно до кілець на стовбурі зрізаного дерева. На жаль, у нас такого зробити не можна. Наші льодовики є визначальними блокуючими льодовиками, які обмежують розвиток екосистеми в цьому районі. Якщо льодовик наступає, розростається, то скорочується площа, доступна для живих організмів, або навпаки – якщо льодовик тане, то рослинам і тваринам з’являється більше місця для поширення. Таким чином, наші льодовики можуть служити індикатором зміни клімату та змін екосистеми в цьому районі.
Раніше серйозні гляціологічні дослідження на нашій станції не проводилися, тепер ми робимо такі спроби, виходячи з наявних можливостей. Якщо ж розвивати цю програму, то надалі можна буде досліджувати гірські льодовики, які мають свій цікавий цикл. Їхня основна особливість та, що вони постійно порівняно швидко рухаються. Також вони доволі небезпечні, бо цей лід завжди потрісканий, і це створює незручності в роботі з ними. Звичайно, можна використовувати різні технології, дистанційні методи досліджень. Але, якщо потрібно видобувати зразки, то виникає питання безпечного доступу.
– А дослідження високих шарів атмосфери, які ведуться на нашій станції – це регулярні вимірювання?
– Так, це моніторинг. Там може бути, звичайно, експериментальна складова, але загалом це постійний моніторинг, який ми успадкували ще від британських полярних експедицій, котрі працювали на станції «Фарадей».
Паралельно подібні дослідження ведуться з космосу. У метеорології зараз багато паралельних способів отримання інформації, яка потім зводиться до єдиної бази даних.
Варто також сказати, що метеорологія має як суто практичну складову – прогнозування погоди, де формати даних чітко визначені і регламентовані, ми їх збираємо і передаємо на автоматичну обробку, так і експериментальну складову, де можливе будь-яке дослідження атмосфери, що дає відповіді на якісь теоретичні чи практичні питання. Але це додаткові, нестандартні методи.
– Від чого залежить точність прогнозів погоди, окрім щільності мережі спостережних станцій? Чи є райони, де прогнозування особливо складне?
– Звичайно. Тут краще говорити про енергетику атмосферних процесів. Там, де проходять високоенергетичні атмосферні процеси, дуже складно передбачувати їх поведінку, тому що вони є нелінійними. Важко спрогнозувати, де саме вивільниться прихована теплова енергія, що виділяється при конденсації води – утворення хмар і випадання опадів. І дійсно, є такі райони Земної кулі, де прогнози погоди працюють максимум на 2-3 дні навіть при використанні найсучасніших моделей прогнозування. Але існують й інші райони, де прогнози погоди просто не потрібні, бо там роками нічого не змінюється.
На Українській антарктичній станції тривалість прогностичного періоду дуже коротка. Це пов’язано як з тим, що мало даних – довкола Антарктиди мало метеостанцій, так і з тим, що там дуже часто проходять циклони, атмосферні фронти і активні атмосферні процеси, які погано передбачаються. Для порівняння можна сказати, що коли в Україні середній прогноз погоди – це 5 днів, то на станції «Академік Вернадський» прогноз погоди тримається днів 2-3. Звичайно, є методи довгострокового прогнозування, які дають певний розподіл, наприклад, що в цьому сезоні у нас буде тепліше, або у цьому місяці буде менше циклонів. Відповідно, можна на щось орієнтуватися і, відповідно, планувати роботу.
Вів розмову Богдан Олексюк
Фото Дениса Пішняка
