Катастрофы в природе: климат и погода. Факты, причины, гипотезы и последствия

В живой природе есть много удачных примеров адаптации к окружающей среде или изменяющимся условиям существования. Это сезонные миграции травоядных и хищников, так и сохранение людьми местообитания путём изобретения более совершенных способов добычи пищи или создания их запасов на зимний период, как это научились делать задолго до человека грызуны и другие виды животных.

Собирательство и охота постепенно уступили выращиванию съедобных растений и разведению пастбищных животных. Шкуры и кости последних шли на изготовление одежды и инвентаря, а для хранения различных продуктов изобретались используемые и сегодня приёмы обработки. Отход от собирательства имел свою географическую локальность и происходил в разное время – от первых земледельческих культур на Ближнем Востоке девять тысяч лет назад до Мезоамерики около четырёх тысяч лет назад.

Люди постепенно переставали зависеть от превратностей природы, но попали в полную зависимость от своей способности производить и сохранять пищу длительное время. Это было необходимо поскольку чем многочисленные становились группы живущих совместно людей, тем в большей степени уровень их жизни определялся погодой и ёмкостью среды обитания.

Увеличение численности любой популяции напрямую связано с ёмкостью среды обитания. Это такой максимальный размер популяции, который она способна стабильно поддерживать, т.е. обеспечивать пищей, водой и другими необходимыми условиями существования. В противном случае популяция вырождается, погибает, должна сменить место обитания или найти новые способы восполнения необходимых для жизни ресурсов.

Аграрии преуспели в подгонке ландшафтов под свои нужды. Они научились выращивать пшеницу и ячмень, разводить коз и овец на Ближнем Востоке уже почти девять тысяч лет назад. Почти семь тысяч лет назад в Индии и Китае начали культивировать рис, просо и другие зерновые культуры. Четыре тысячи лет назад жители Северной и Южной Америк уже выращивали подсолнечник, картофель, кукурузу и бобы, разводили лам и других одомашненных животных.

С аграрной революцией изменился рацион питания. В нём начали преобладать злаки и молоко одомашненных животных. Благодаря этому младенцев рано отлучали от груди, что позволило женщинам чаще рожать. С этого момента возросшая численность осевших людей сделала невозможным без тотального сокращения их численности возврат к прежним способам существования – охоте и собирательству.

В условиях устойчивого климата и отсутствия погодных аномалий даже при примитивных способах обработки земли имевшиеся угодья давали достаточно продукции для укрупняющихся общин. Первые зерновые культуры обладали важным качеством. Зерно можно было запасать и хранить длительное время, что дало возможность поддерживать непосредственно не занимавшихся производством пищи людей.

Там, где свободных угодий было достаточно и климат длительный период времени оставался стабильным население увеличивалось до тех пор, пока не возникала т.н. проблема острова Св. Матвея, когда возникал недостаток продовольствия и люди попадали в ситуацию голодного выживания. Это могло происходить по разным причинам – из-за засух и затяжных дождей, запоздалой весны и холодного лета нарушавших вегетационный период одомашненных растений или снижения плодородности пахотных земель и др. Тем не менее итог всегда был одинаков – сокращалась численность людей и, если позволяли географические условия, они мигрировали на новые территории.

Подобные ситуации часто возникали в Древнем мире, происходили в Средних веках, случались в Новом времени и происходят в Новейшем времени. Их основными причинами становились не только несоответствие ресурсных возможностей места обитания возросшей численности людей, но и стихийные бедствия в числе которых оказывались резкие колебания климата.

Устоявшаяся классификация прошлого включает несколько периодов. Космологический – происхождение и эволюция Вселенной. Геологический – эволюция Земли и возникновение у неё биосферы. Последние 4200 лет выделены как Мейгалейский период, отсчитываемый с начала глобальной засухи из-за которой угасло несколько локальных цивилизаций в Старом и Новом свете. Для упрощения и систематизации в историографии выделяют Антропологический период (Предыстория или Доисторический) – происхождение и эволюция человека. Древний мир – период в истории Европы и Ближнего Востока между Доисторическим и началом Средних веков (Средневековье) в Европе следующего после Античности (расцвет цивилизаций Древней Греции и Древнего Рима). Исторический период отсчитывается c момента изобретения около пяти с половиной тысяч лет назад письменности. В нём разделяют Новое время с конца XV века до завершения Первой мировой войны и Новейшее время отсчёт которого начался в 1918 году.

В 1798 году Томас Мальтус опубликовал трактат с результатами анализа динамики роста населения в зависимости от потребляемых природных ресурсов. Он показал, что производство жизненных благ (продовольствия, различных материалов и др.) растёт в арифметической прогрессии, а население в геометрической. Дисбаланс между численностью населения и его ресурсным обеспечением приводит к вымиранию популяции.

Тем самым был подтверждён справедливый и для человека универсальный закон природы – поддержание баланса в пищевой цепи необходимое условие существования любой экосистемы. Если он нарушается она вырождается и гибнет. Подобное происходило неоднократно из-за капризов погоды, а отчасти и самого человека там, где выход за пределы ареала обитания ему затрудняли географические факторы, такие как горы, моря или пустыни.

В конце XVIII века Томас Мальтус предположил, что быстрый рост человеческой популяции в итоге приведёт к нищете и голоду. Поэтому, при достижении критической плотности населения, как правило, ситуация разрежается катастрофическими депопуляциями – голодом, войнами или эпидемиями. Бельгийский учёный Пьер Франсуа Ферхюльст (Pierre Fran?ois Verhulst) с целью учёта ограничивающей рост популяции конкуренции за ресурсы дополнил (1838—1945) уравнение Мальтуса пропорциональным квадрату скорости роста населения отрицательным членом.

В древнем мире Мальтузианские ловушки (Malthusian trap) могли возникать по многим причинам. Среди них были такие, как истощение источников пресной воды и основных продуктов питания, резкие колебания климата или катастрофические события – извержения вулканов, опустошительные землетрясения или цунами.

В этих условиях попытка ничего не меняя в образе жизни выжить приводила к деградации окружающей среды и последующему сокращению или вымиранию популяции. Наиболее известный пример – это трагедия обитателей изолированного от остального мира острова Пасхи в Тихом океане. Возможны ли они сегодня это уже не дискуссионный вопрос, а реальность, в которой предстоит жить следующим поколениям.

Термин «терраформирование» пришёл из научной фантастики, когда его впервые употребил Джек Уильямсон (Jack Williamson) в опубликованном в 1942 году рассказе. Обычно под ним понимается изменение климатических условий космического тела для приведения его атмосферы и температуры в пригодное для обитания земных организмов состояние. При сохранении нынешних темпов антропогенного преобразования окружающей среды возможно уже в этом столетии рекультивация понадобится всей Земле из-за вбирающей в себя её ресурсы техносферы.

Техносфера это всё то, что произведено людьми – от орудий каменного века до современных построек, бытовых отходов, компьютеров, смартфонов и т. д. Она формирует новый динамичный компонент на планете, способный ощутимо влиять на экосистемы и изменять их метаболизм. На 2016 год общий вес техносферы насчитывал тридцать триллионов тонн, т.е. на каждый квадратный метр земной поверхности приходилось более пятидесяти килограммов переработанного человеком природного вещества.К концу XX века неотъемлемой частью техносферы стала инфосфера – совокупность человеческих и промышленных ресурсов, программно-технических средств, созданных для сбора, хранения, передачи и потребления различных данных и медийного контента.

В своё время русский учёный Владимир Вернадский полагал, что конечной стадией трансформацией биосферы является её переход в ноосферу. Он считал, что она будет сформирована разумной деятельностью человека: «В биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремлённая и организованная воля его как существа общественного» (1944). Это достаточно утопическое представление о ноосфере отражает основанное на всемогуществе человека понимании характера эволюции биосферы бытовавшее ещё сто лет назад. Однако именно его деятельность превратила современный период в один из самых опасных в истории планеты.

Он характеризуется появлением новых взаимосвязанных рисков из-за изобретения ядерного оружия, модификации человеческого генома, пандемий вызванных экспериментами с возбудителями смертельных болезней или усиливающегося антропогенного повреждения окружающей среды.

Несоответствие ёмкости природной среды и численности населения – Мальтузианская ловушка и график количества оленей на острове Св. Матвея от начала разведения в 1944 году до их полного вымирания к 1968 году.

В свою очередь исторический опыт человечества от небольших групп до локальных цивилизаций не сопоставим с происходящими не только в космосе, но даже на Земле геологическими процессами. Это оставляет мало места для тщеславия, поскольку восходящий процесс человечества может быть прерван или изменён в силу независящих от него причин из-за уже имевших место в истории планеты глобальных природных катастроф мегаизвержений вулканов или столкновений Земли с крупным астероидом.

Погода и Человек

«Моя схема была безукоризненна. В 6:55 на утреннем небе начинали появляться облака. Пять минут спустя, ровно в 7:00 начинало лить как из ведра, и дождь продолжался до 9:00, после чего тучи рассеивались и выглядывало солнышко. Но после двух часов прекрасной погоды, в 11:55, облака возвращались, и вновь начинался потоп, продолжавшийся с полудня до 14:00. Затем то же самое повторялось вечером, с 16:55 до 19:00 и ещё раз, с 21:55 до полуночи».James Cox «Rain, Rain, Go away!», 1962 год.

То, что погода определяет жизнь и поступки людей не требует доказательств хотя этот факт не всегда осознаётся в полной мере. Ещё в большей зависимости мировая цивилизация находится от стабильного состояния климата планеты. Тем не менее на больших интервалах времени он никогда не был устойчивым и нет оснований полагать, что он останется таковым на ближайшие тысячу, а может и сотню лет.

В последнее время топовой темой мировых масс-медиа стали сообщения что из-за потепления климата погода на Земле стала иной чем прежде. В их обоснование ссылаются на погодные катаклизмы, охватившие если не всю планету, то крайней мере большую её часть. Экономические потери и жертвы от действия стихии безусловно растут и видимо будут увеличиваться в будущем, но тому есть более очевидные причины чем изменение земного климата в последние несколько десятков лет.

Мир стал более информационно открыт и происходящие На всей планете стихийные бедствия мгновенно попадают в ленты сообщений масс-медиа. Технологическая основа последних иная чем пятьдесят лет назад включая Интернет, спутниковые ретрансляторы, цифровые способы передачи и обработки информации (подробнее Б. Каррыев «Хроники ИТ-революции», 2016). В считанные минуты они доносят сообщения в самые удалённые уголки планеты.

Если во времена короля франков Карла Великого на рубеже VIII – IX веков информация распространялась со скоростью менее одного процента в год при численности населения Европы на то время около тридцати миллионов человек, то на рубеже XXI века, когда мировое население превысило семь миллиардов, скорость распространения информации достигла 45% в год.

С другой стороны, необходимость 24 часа в сутки заполнять СМИ новостными сообщениями приводит к тому, что мало мальское происшествие сразу попадает на их страницы. Их генераторами стали крупные города жители которых привыкли получать информацию со всех концов света чаще всего не затрагивающих их самих в то время как несколько десятилетий назад большинство горожан интересовали только местные происшествия.

Природой устроено так, что в первую очередь воспринимаются опасные сигналы и человек распознаёт негативные слова и изображения быстрее, чем позитивные. Этим пользуются масс-медиа выносящие первые полосы наиболее негативные сообщения поскольку они опережают скорость распространения всех других типов сообщений и приковывают внимание к ресурсу. В свою очередь, несмотря на достаточное количество позитивных и значимых событий в науке и обществе они попадают на первые полосы чаще всего в форме пересказа наиболее одиозных суждений.

Однако главная причина роста сообщений о природных катаклизмах связана не с увеличением их числа и мощности – их не стало больше, чем ещё двести лет назад (см. ниже Краткую хронику), а большая уязвимость городской цивилизации. Причин тому много, но основные предопределены быстрым увеличением населения проживающего на неблагоприятных территориях и его полной зависимостью от доставки продовольствия, сырья и энергоресурсов за многие сотни и тысячи километров от городов.

В городах действует закон линейного масштабирования и чем больше людей, тем больше требуется всего для обеспечения их жизнедеятельности. Он задан биологией человека, определившего объём потребляемого им в сутки кислорода, воды и минимальное количество необходимых для поддержания жизни калорий.

Распределение ущерба от стихийных бедствий в мире (1900—2015). За 115 лет 35 тысяч катаклизмов нанесли мировой экономике ущерб в семь триллионов долларов и унесли жизни более восьми миллионов человек.

Растёт число живущих на побережье или вблизи от него людей там, где стихия проявляет себя с наибольшей силой. Около 40% городов с населением, превышающим миллион человек и свыше 62% мегалополисов с населением в десять миллионов и более расположены вблизи крупных водных артерий или на побережье морей и океанов. Примерно 60% городов с населением в миллион человек и более расположены на территориях, где происходили, происходят и будут происходить природные катаклизмы.

По статистике наибольшие среднегодовые потери человечество несёт от превратностей погоды и связанные с ней бедствия признаются наихудшими. На подверженных чаще всего действию стихии территориях растёт плотность населения. К XXI веку в горной местности, занимающей примерно 24% земной поверхности, проживало около 10% мирового населения, а более 50% в пределах двухсоткилометровой зоны от морского побережья морей, в долинах и устьях рек там, где действие стихии носит наиболее сокрушительный характер. Подобные области нуждаются в непрерывном техногенном обслуживании для поддержания их в удовлетворительном состоянии для жизни людей. Ежесекундно миллиарды технических устройств по всему миру осушают подтопляемые территории или обеспечивают горожан питьевой водой, горючим, материалами и электроэнергией. Любое нарушение их функционирования вызывает сбой в жизнеобеспечении миллионов человек.

С ростом мирового населения и развитием транспортных коммуникаций возникли не связанные с состоянием климата риски поскольку многократно увеличилось число людей, совершающих поездки за пределы обычного для них ареала существования. Если в 1948 году воздушным транспортом было перевезено около двадцати миллионов пассажиров в мире, то в 1995 году в десять раз больше, а в 2017 году в двадцать раз достигнув 4,1 млрд. или для сравнения это более 54% от мирового населения на 2019 год.

В 2000 году среднестатистический пассажир пользовался авиатранспортом один раз каждые 43 месяца, а в 2017 году это происходило в среднем раз за 22 месяца. Часть из них посещает места, где достаточно часто происходят стихийные бедствия, что не могло не сказаться на числе пострадавших от них.

В 2004 году тектонический разрыв в Индийском океане в 250 километрах к западу от северной оконечности острова Суматра (подробнее Б. Каррыев «Вот пришло землетрясение», 2017) привёл к сильнейшему землетрясению и мегацунами от которого пострадали страны, расположенные на огромных расстояниях друг от друга.

Предшествующий бум курортной индустрии, отсутствие системы предупреждения о цунами, пренебрежительное отношение властей к природным угрозам привели к катастрофе. Погибло более 270 тысяч человек из 54-х стран мира. Эту трагедию невозможно отнести к спровоцированным потеплением климата явлениям, хотя она ответственна за половину всех погибших и пострадавших за последние двадцать лет от стихии.

Также, как и землетрясения в Пакистане (2005) когда погибло 86 тыс. человек, в Китае (2008) – 50 тыс. и на Гаити (2010) – 220 тыс. человек. А землетрясение и цунами в 2011 году не только принесли смерть и отчаяние тысячам жителей Японии, но и вызвали радиационное выброс с АЭС «Факусима 1» по степени опасности равный аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году.

В 1991—2000 годах число пострадавших от природных катастроф выросло с 147 до 211 мил. человек. Из них более 665 тыс. погибли от 2,6 тыс. бедствий около 90% которых были связаны с водной стихией. Основной ущерб нанесли наводнения и вызванные употреблением некачественной водой болезни. Но главные прямые человеческие потери определили засухи и голод – более 42%. По данным страховых компаний вызванный погодными явлениями ежегодный ущерб вырос с 50 млрд. долларов в 1980 году до 200 млрд. к началу XXI века, а в 2015 году составили уже 300. Даже без учёта резких климатических изменений ущерб будет увеличиваться вслед за ростом мирового населения и по мере его сосредоточения в городах, расположенных на территориях подверженных ударам стихии.

Мир людей стал опасно уязвим даже к небольшим климатическим переменам и не потому, что они происходят, а из-за растущей зависимости городского населения от поставок продовольствия и технических средств. Если вспомнить стихийные бедствия в прошлые времена были опасны и тем странам, где они никогда не возникали. Так нарушение режима получения соли или специй из-за плохой погоды, землетрясений или извержений вулканов становились причиной голода и эпидемий в Европе. Подобных примеров можно найти достаточно много как в прошлом, так и настоящем.

В условиях мегапоселений всё чаще крепкие морозы со снежными зимами или жаркое лето уподобляются стихийному бедствию, сбивая ритм жизнедеятельности сразу и единообразно десятков миллионов человек.

Возникают перебои в энергоснабжении и на транспорте, нарушается работа коммунальных служб в моменты, когда они наиболее востребованы. Собственно, в этом и заключается одна из причин роста сообщений масс-медиа о «катастрофичности» современного периода, который мало чем отличается от того который был сотни лет назад (см. Краткая летопись связанных с погодой бедствий в истории человечества).

Погодные катаклизмы случались и раньше, но в современное время их возникновение в местах, где проживают миллионы людей делает их чрезвычайно опасными. Жаре и засухам следуют пожары, борьба с которыми из-за антропогенного повреждения естественных ландшафтов стала трудным и опасным делом. С другой стороны, чем крупнее поселение, тем в большей степени его жители оказываются заложниками погоды, поскольку она не согласна с заложенными по экономическим соображениям в постройки и инфраструктуру городов метеорологическими нормами.

Вся хозяйственная деятельность и городское планирование в любой точке планеты построены на ожиданиях числа жарких или холодных дней в году, определяющих сколько необходимо потратить электроэнергии и топлива на кондиционирование или отопление помещений, продолжительности влажных или засушливых периодов и многом другом. Инженерные расчёты зданий, транспортных коммуникаций, гидротехнических сооружений и др. используют оценки вероятности возникновения тех или иных природных явлений – сильных ветров, количества выпавших осадков, глубины снежного покрова и др. Расчёты бизнес и страховых рисков, государственных и городских бюджетов включают оценки того сколько будет необходимо потратить средств на преодоление тех или иных неблагоприятных погодных явлений и т.д..

Здесь важно то, что среднестатистические показатели, которыми пользуются ответственные за городское планирование и застройщики дают приближённое представление о климатических условиях любой местности, важно и то, что возникавшие в прошлом экстремальные погодные явления расцениваются как маловероятные отклонения от нормы, вычисляемой по временным рядам за относительно небольшие интервалы времени.

Обычно в сотню лет или немногим более – т.е. с момента принятия общих стандартов и изобретения специальных приборов для измерения метрологических параметров. Поэтому имеющиеся сведения несопоставимы как по территориям, так и времени оставляя широкий простор для субъективных суждений о климате. Он во все времена определял образ жизни людей, а овладев огнём они приобрели способность влиять на него.

Тысячи лет назад австралийские аборигены для облегчения охоты на животных стали выжигать растительность. В результате реликтовые леса превратились в склерофитовые заросли, а на их месте раскинулся непригодный для жизни людей буш из кустарников и низкорослых деревьев. Огромное внутриконтинентальное море высохло, оставив после себя солёные мелководные озёра.

Мегафауна и многие мелкие виды животных на древнейшем континенте планеты вымерли. В отсутствие крупных травоядных, которые могли бы удержать рост кустарников и одновременно удобрять почву своим навозом пожары становились мощнее и всё сильнее изменяли ландшафт, а засухи и наводнения стали обычным явлением в Австралии.

По мере того, как австралийские аборигены использовали огонь для облегчения охоты и расчистки территорий от непроходимых лесов видоизменялась флора и фауна континента. В растительности постепенно возобладали огнеустойчивые растения – казуарина, эвкалиптовые деревья, акация и травы. Изменения в фауне оказались намного драматичными. Мегафауна полностью исчезла, а вместе с ней и многие мелкие животные. Почти одновременно вымерло около шестидесяти различных видов, включая семейство дипротодонов – крупнейших из известных на Земле сумчатых, несколько крупных бескрылых птиц, хищных кенгуру, сумчатого льва, мегаланию – крупнейшую из наземных ящериц и пятиметровую черепаху – миоланию.