Какой громкой бывает отрыжка?

— Невероятно. Но очень круто.

В науке всегда так — невероятно, но очень круто.

Для чего нужны облака?

Порой облака кажутся лишь надоедливыми разносчиками плохой погоды, но все же они могут быть очень полезными. Мы можем использовать их для ориентирования и для предсказания погоды. Они образуют удобный естественный солнцезащитный экран. И, что самое главное, они приносят свежую воду, без которой мы не смогли бы выжить.

— Бред! Облака — это полный отстой. Они способны только портить солнечные денечки и заставлять людей мокнуть под дождем.

Если честно, то этим занимается лишь часть из них. Многие типы облаков формируются и испаряются, не проливая на землю ни капли дождя. Но есть и такие, которые образуют страшные, громадные тучи, способные обрушить на нас ливень или град. Все зависит от того, как и где они формируются, как растут и развиваются.

— Но разве не все облака одинаковы?

В каком-то смысле да. Все они состоят из водяного пара, то есть из молекул воды, находящейся в газообразном состоянии (в отличие от твердого и жидкого состояний, которые мы называем «льдом» и «водой»). Водяной пар почти всегда присутствует в окружающем нас воздухе, но в обычных условиях молекулы воды распределяются во всем объеме воздуха равномерно и поэтому их не видно. Нагревшиеся земля и вода в океанах передают тепло приземным воздушным массам, которые мощными столбами поднимаются вверх и уносят с собой часть водяного пара. На большой высоте эти теплые воздушные массы попадают в холодные слои атмосферы.[12] Там водяной пар охлаждается, и молекулы воды сцепляются друг с другом, образуя скопления миллионов крошечных водяных капель или кристалликов льда. Их мы и называем облаками.

— Но почему мы не видим, как поднимается водяной пар? Почему нам видны только облака в небе?

Водяной пар невидим потому, что молекулы воды свободно пропускают солнечные лучи. Но в облаке они образуют капли дождя или кристаллы льда, которые преломляют и отражают проходящие через них лучи, подобно миллионам крошечных зеркал. И когда такой рассеянный свет достигает поверхности земли, нам кажется, что он исходит из всего облака, окрашенного в белый цвет.

— Хорошо, но ведь облака не всегда белые. Иногда они бывают серыми или даже черными. Особенно грозовые.

Отчасти цвет облаков зависит от того, находится солнце за ними или нет. Но кроме того, имеет значение размер каждого облака и количество собравшейся в нем воды. Большинство облаков начинают формироваться более-менее одинаково, но дальше процесс роста может идти по-разному, и от этого зависит, какого вида (или типа) получится облако и как оно себя поведет. Самые распространенные облака похожи на комки белой ваты и называются кучевыми. Они образуются над столбами нагретого воздуха описанным выше способом и обычно просто стоят там, показывая, какие они белые и пушистые. Но если они будут расти вверх, то могут превратиться в кучево-дождевые — огромные, темные, зловещие облака, готовые обрушить на наши головы всевозможные неприятности.

— Например, грозу?

Да. Или ливень с градом, ледяной дождь, ураган, тайфун или циклон. При благоприятных условиях из облаков могут даже протянуться к земле вращающиеся хоботы (именуемые смерчами или торнадо), стирающие с лица земли деревья, здания или даже целые города. Другими словами, не все облака безвредны…

— Вот и я о том.

…но кучево-дождевые облака — это лишь один из многих типов, в то время как большинство остальных — включая перистые, слоистые и другие — совершенно безобидны, а некоторые даже могут быть нам полезны.

— Интересно, чем?

Прежде всего облака можно использовать для ориентирования. В открытом море кучевые облака часто образуются прямо над маленькими островами, так как земля обычно теплее окружающей поверхности моря. Поэтому моряки видят эти облака раньше, чем замечают землю, и используют их для поиска суши. Для пилота самолета облако, расположенное на верхушке поднимающегося воздушного столба, может служить явным признаком воздушного кармана — зоны повышенной турбулентности. Поэтому умение разбираться в типах облаков позволяет пилоту так проложить курс в море облачности, чтобы избежать самых неприятных зон и уберечь пассажиров от болтанки. Кроме того, облака образуют удобный солнцезащитный экран, предохраняющий нас от слишком ярких и горячих лучей солнца. В среднем, облака рассеивают около 20 % солнечных лучей и еще 19 % поглощают. Без них дневная температура земли, океана и атмосферы была бы намного выше (хотя по ночам облака вбирают в себя тепло из нижних слоев атмосферы, и поэтому ученые до сих пор не уверены в том, как они влияют на глобальное потепление).[13]

— Так и быть, убедили — не все облака плохие. Но все же я вполне смогу обойтись и без них.

Если честно, то вряд ли. Этого не сможет никто. Без облаков и дождя у нас не будет свежей воды.

— Ерунда. Воды всегда можно набрать из колодца, из озера или еще откуда-нибудь.

Ага… но как, скажите на милость, туда попадает свежая вода?

— Наверное, с дождями или из рек, которые текут откуда-нибудь с гор или холмов.

Правильно. Но туда ее должны принести облака. Без них не было бы никаких рек, озер, ручьев и резервуаров. Вся свежая вода была бы постоянно заперта под землей или рассеяна в атмосфере. А поскольку морская вода слишком соленая, чтобы ее пить, то от нее тоже мало толку. Конечно, можно добыть свежую воду из моря (вскипятить, сконденсировать и профильтровать), но это трудоемкий процесс, и произвести таким способом достаточно воды для всех жителей планеты совсем непросто. К счастью, облака делают все это за нас — проносят триллионы тонн воды над землей и выливают ее на возвышенности, чтобы она могла образовать ручьи и реки. Все, что нам остается, — это строить деревни и города поближе к рекам. Вот почему почти все крупные города в мире построены на какой-нибудь большой реке или хотя бы рядом с ней (если не верите, смотрите врезку в конце главы). Без речных ресурсов власти этих мегаполисов не смогли бы полностью обеспечить водой всех своих жителей.

— Ах да, в самом деле. Об этом я как-то не подумал.

Теперь вам понятно, почему облака можно сравнить с огромным, пушистым небесным конвейером, который круглый год бесплатно доставляет нам воду. Так что, когда в следующий раз вы поднимете глаза вверх и увидите покрытое облаками небо, радуйтесь этому. Если, конечно, прямо над вашей головой не будет висеть огромная черная грозовая туча.

— А что мне делать в этом случае?

Любуйтесь ею издали. Или сидя дома.

Научные факты: большие города, расположенные на реках

Город — Река

Каир — Нил

Лондон — Темза

Париж — Сена

Рим — Тибр

Шанхай — Хуанхэ

Токио — Сумида

Москва — Москва

Мельбурн — Ярра

Бангкок Чао — Прайя

Нью-Йорк — Гудзон

Это правда, что глобальное потепление ухудшает погоду?

Об этом трудно судить и еще труднее доказать, но многие ученые полагают, что глобальное потепление может привести к ухудшению погодных условий в будущем, а возможно, это уже и происходит.

— А какую погоду оно создает?

Вообще-то, глобальное потепление не создает погоду какого-то определенного типа, но в некоторых регионах оно может сделать климатические условия более суровыми, и, как я упоминал выше, некоторые признаки этого уже заметны.[14]

— Может поэтому на нас все чаще обрушивается жара, ураганы и все прочее?

А что навело вас на эту мысль?

— Просто складывается такое впечатление. По телевизору почти каждый день показывают какие-нибудь стихийные бедствия.

Действительно, некоторые экстремальные погодные явления возникают все чаще, но в целом ситуация не столь однозначна. Глобальное потепление влияет не на все типы климата и стихийные бедствия. Например, землетрясения почти или вообще никак не связаны с изменением климата. То же самое можно сказать о приливных волнах и цунами. В последнее время мы слышим о них больше лишь потому, что они регистрируются учеными и освещаются репортерами гораздо чаще, чем в прежние времена. Что же касается участившихся случаев жары, то тут, похоже, положение действительно ухудшается.

— То есть температуры стали выше, чем раньше?

Если и выше, то ненамного. Максимальные температуры остались примерно такими же, как и раньше. Но такие периоды стали продолжительнее, и это вызывает серьезные проблемы в некоторых регионах, например в Средиземноморье. В летние месяцы последних лет тысячи людей во Франции, Испании, Италии и Греции попадают в больницы с солнечными ударами. Больше всего страдают дети и старики, поскольку аномальная жара держится очень долго и не спадает даже по ночам, лишая людей всякой возможности охладиться и восстановить силы.

— А как обстоят дела с ураганами? В последнее время их что-то стало слишком много…

В последние годы их действительно было очень много. И хотя у нас пока нет оснований винить во всем глобальное потепление, эта тенденция ничего хорошего не сулит. За последние сто лет среднегодовое количество тропических штормов выросло в два с лишним раза — с шести в 1900 году до примерно пятнадцати в год в последние десять лет. (В 2005 году их было двадцать восемь, из которых пятнадцать превратились в ураганы).

— Но почему глобальное потепление сказывается на ураганах? С усилением жары все понятно, потому что все дело здесь в нагреве воздуха. Но почему это приводит к возрастанию силы штормов?

Потому что все штормы, включая особенно мощные, которые принято называть ураганами, питаются энергией теплой воды, испаряющейся с поверхности океана. А глобальное потепление нагревает не только сушу, но и воду в морях, вызывая изменения курса океанических течений, от которых во многом зависят погодные условия на всей планете. Тропические циклоны (ураганы и тайфуны) зарождаются в теплых водах у экватора, где океан постоянно получает самое большое количество солнечной энергии. Затем они направляются на север или на юг от экватора, проходят над более холодными водами и обрушиваются на сушу — часто в одних и тех же местах, таких как острова Карибского моря, южное побережье США, Япония и Филиппины. Вероятно, что в результате глобального потепления температура воды в районах зарождения этих ураганов и тайфунов превысила обычную норму, и это привело к увеличению количества штормов и повышению их мощи. В любом случае это плохая новость для тех, на кого они обрушиваются.

— А как насчет торнадо? Они тоже связаны с потеплением?

Нет, у них другая природа. Обычно торнадо порождаются грозами особого типа, которые называются сверхъячейковыми, но никаких признаков повышения частотности таких гроз по мере потепления атмосферы не наблюдается. Опять же, в последнее время люди просто стали обращать на них больше внимания (особенно после того, как в 2000 году на экраны вышел голливудский фильм-катастрофа «Смерч»!), и поэтому торнадо стали чаще появляться в новостях.

— А что можно сказать о других странных погодных явлениях?

Делать определенные выводы трудно, но весьма вероятно, что неуклонный нагрев океанов может в конце концов привести к некоторым изменениям глобальных циклов взаимодействия океана и атмосферы, таких как знаменитый цикл Эль-Ниньо, который по-научному называется Южной осцилляцией Эль-Ниньо (сокращенно ENSO). В период своей активности, который длится от двух до семи лет, Эль-Ниньо воздействует на погодные условия всего Южного полушария, вызывая засухи в Индонезии, Австралии, Южной Африке и Южной Америке. Кроме того, он увеличивает количество ураганов в Атлантике (но уменьшает количество тайфунов в бассейне Тихого океана). Если океаны нагреются слишком сильно, то Эль-Ниньо, по мнению некоторых ученых, может стать перманентным явлением, что приведет к постоянным засухам в Южном полушарии и к неуклонному росту ежегодного количества ураганов в Атлантике.

— Звучит не слишком обнадеживающе.

Согласен.

— Можем ли мы нейтрализовать влияние изменяющегося климата на локальные погодные условия?

Пожалуй, нет, так как они настолько сильно взаимосвязаны, что изменение одного неизбежно влечет за собой изменение другого. Единственный способ предотвратить изменение погоды — это попытаться предотвратить дальнейшее изменение климата в масштабах планеты.

— Дайте угадать. Это будет непросто?

Нет, но попробовать стоит!

Повлияет ли глобальное потепление на животных?

Как это ни печально, но похоже, что да. Изменения климата сказываются на одних животных больше, чем на других, и если глобальное потепление продолжится, это значительно сократит разнообразие животного мира нашей планеты, хотя многие виды все же сумеют выжить.

— Откуда нам известно, что оно повредит животным?

Отчасти об этом можно судить по результатам наблюдений ученых. Раз в несколько лет Всемирный союз охраны природы собирает информацию у биологов, изучающих животных во всем мире. На основании полученных данных эксперты оценивают, у скольких известных видов животных (а также растений и грибов) численность уменьшилась настолько, что возникла опасность или угроза их существованию. Согласно самым последним отчетам, вымирание угрожает более чем 16 тысячам видов. В таком положении находится каждый восьмой вид птиц, каждый пятый млекопитающих и каждый третий амфибий (лягушек, жаб, тритонов и саламандр).

— Но разве главная причина исчезновения животных — это не охота на них?

Охота действительно может привести к исчезновению вида, и это уже не раз случалось в прошлом. Но подавляющее большинство видов вымирает в результате изменений среды их обитания, которые происходят слишком быстро, чтобы животные могли к ним адаптироваться. Как раз это мы сейчас и наблюдаем.

— Но разве они не могут просто приспособиться к жизни в нагревающемся мире? Путем эволюции или как-нибудь еще?

Некоторые так и сделают, но многие просто не успеют. Дело в том, что большинство видов убивает не растущая температура. Все дело в разрушении среды их обитания, и во многих регионах мира этот процесс идет уже довольно давно. Изменение климата становится лишь последним ударом, который окончательно добивает уже попавшие в беду виды.

— И этот процесс уже идет полным ходом?

Похоже на то. Естественная среда обитания животных разрушается во всем мире.

Возьмем, к примеру, пищух — симпатичных, похожих на хомячков животных, живущих на скалистых склонах высоких гор по всей Азии и Северной Америке. На протяжении последних восьмидесяти лет их численность стремительно сокращается, потому что пищухи не могут приспособиться к повышению температуры воздуха на больших высотах. Во многих местах они уже полностью исчезли, и считается, что этот вид находится на грани вымирания.

Еще одной жертвой изменения климата стали золотые жабы, которые жили только в высокогорных лесах Коста-Рики. Этот вид уже признан вымершим. Жаб убили грибковые инфекции кожи, которые стремительно распространились в ареале их обитания после того, как ночи в лесах стали теплее.

Все меньше и меньше становится в Арктике белых медведей, где глобальное потепление постепенно растапливает ледяные поля, на которых они живут, лишая медведей возможности охотиться на тюленей, необходимых им для выживания.

— Как это грустно.

Да, картина безрадостная.

— И что мы предпринимаем?

Мы пытаемся спасти всех, кого только можем.

— И как мы это делаем?

Защищаем ареалы их обитания и организуем заповедники, где людям не разрешается охотиться, рубить деревья и строить дома или фермы.

— Но как нам определить, где лучше всего устроить заповедники?

Для этого нужно посмотреть, в каких местах обитает большинство видов.

— Что вы имеете в виду?

Дело в том, что животные расселяются на земле неравномерно. Больше половины известных нам видов занимают лишь 2 % земной поверхности. Они концентрируются в «горячих точках», в число которых входят леса Бразилии, Мадагаскара, Гавайских островов и Филиппин. Эти территории называются «горячими точками», потому что их растительный покров находится под угрозой уничтожения. Местные жители вырубают деревья на продажу или сжигают, чтобы расчистить участки для земледелия. От 70 до 90 % вымирающих видов животных обитают как раз в таких местах. Вот почему, защищая эти территории, мы сможем спасти от вымирания максимально возможное количество видов и сохранить для будущего разнообразие форм жизни (или биоразнообразие) на Земле.

— Но что будет с остальными животными, такими как белые медведи и пищухи?

Самое лучшее, что мы для них можем сделать, это предпринять решительные шаги по борьбе с глобальным изменением климата, используя такие средства, как энергосбережение, переработка отходов, сокращение использования ископаемого топлива и освоение альтернативных источников энергии. В конце концов, это наш долг перед ними, потому что мы, люди, единственные, кто своими действиями создал проблему изменения климата.[15]

Научные факты: животные под угрозой

Разным видам животных глобальное потепление угрожает по-разному. Многие млекопитающие и птицы страдают от того, что изменение климата негативно сказывается на процветании растений, которые служат им пищей и средой обитания. Положение многих рептилий и амфибий ухудшается еще и тем, что климат становится для них слишком теплым или холодным (как вы помните, изменения климата вызывают в одних регионах потепление, а в других похолодание). Изменение температуры воды и направления океанических течений представляет угрозу для рыб и других морских обитателей.

Приведенные ниже цифры показывают количество видов в каждом из классов животных, находящихся в настоящее время под угрозой вымирания вследствие изменения климата и других причин.

Рептилии — каждый двадцатый вид

Рыбы — каждый двадцатый вид

Птицы — каждый восьмой вид

Млекопитающие — каждый пятый вид

Амфибии — каждый третий вид

Можем ли мы использовать навоз и птичий помет как топливо для электростанций?

Да! Кое-где получаемая из экскрементов энергия уже используется, и когда-нибудь мы заставим ее приводить в движение наши автомобили и автобусы. Возможно, что энергия из навоза и других видов биотоплива поможет спасти планету.

— Автобусы на навозе?! И как это будет выглядеть?

Нет, автомобили и автобусы не будут работать на отходах животноводства. У них будут электрические[16] или водородные двигатели. А электричество и водород можно будет производить из экскрементов и других источников биоэнергии.

— Но тогда объясните, что такое биоэнергия?

Это один из видов возобновляемой энергии, которую получают путем сжигания органических веществ или выделяемых ими газов.

— Вроде тех, что исходят от овощей на рынке?

Нет, это не тот тип органики. «Органический» — это просто «живой», и словом «органика» обозначается все, что производится живыми существами. В эту категорию входят твердые виды топлива, такие как деревья, растения, бумага и отходы животноводства, то есть навоз и помет. Такое топливо принято называть биомассой. Кроме того, к органике относятся газообразные виды топлива, такие как метан, который выделяется растениями, животными и навозом в процессе сжигания или гниения. Их называют биогазами. Биомассу и биогазы можно использовать для производства энергии двумя способами. Самый простой — это сжигать их, чтобы получать тепло, необходимое для приготовления пищи и обогрева. Кроме того, биомассу и биогаз можно сжигать, чтобы нагревать воду, получать пар и вращать турбины генераторов на электростанциях.

— И что потом?

Потом можно будет использовать эту энергию для отопления и энергоснабжения домов, офисов, заводов и электромобилей. Ее можно даже использовать для получения из воды водорода, который в будущем, возможно, станет топливом для автомобилей, поездов и даже самолетов. Многие ученые считают, что это позволит значительно сократить использование ископаемых видов топлива, уменьшить эмиссию углерода и защитить окружающую среду от опасностей, сопряженных с глобальным потеплением. (Возможно, вы помните, что метан, попадающий в верхние слои атмосферы, активно проявляет свои парниковые свойства.[17] Поэтому сжигание этого «плохого парня» на поверхности земли не позволит ему туда подниматься).

— Погодите, но ведь уголь и нефть — это тоже останки мертвых животных и растений.

Так и есть.