Как изменится климат Петербурга через сто лет и почему урбанистам стоит подготовиться к этому уже сейчас

Конец февраля стал самым холодным в Петербурге за последние несколько десятков лет. Как заявил накануне главный синоптик Северо-Западного управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Александр Колесов, последний раз такие морозы наблюдались в городе в 1955 году. Похолодание пережила и Европа, где обрушившийся циклон даже прозвали «Зверь с Востока» (the Beast from the East). Что происходит с климатом на Земле, как глобальные изменения отразятся на Петербурге и чего ждать городу через сто лет? О том, что стоит за «сюрпризами погоды» и как учитывать климатические изменения при планировании развития урбанизированных территорий, на лекции в Институте дизайна и урбанистики Университета ИТМО рассказал климатолог, сотрудник научно-исследовательского и проектного центра Генерального плана Петербурга Артём Павловский. Ключевые тезисы записал ITMO.NEWS.

Почему, изучая проблемы изменения климата, стоит тщательнее выбирать источники?

О проблеме изменения климата говорят постоянно, и в последнее время, тема, грубо говоря, стала довольно заезженной. Очень часто приходится слышать много спекуляций. Поэтому я хотел бы призвать вас как людей думающих прежде всего ориентироваться на официальные источники, ресурсы, где представлены ответы на подавляющее количество вопросов, которые касаются темы изменений климата. Такими источниками являются в том числе Всемирная метеорологическая организация, Межправительственная группа экспертов по проблеме изменения климата, Росгидромет и некоторые другие.

Но в целом люди стали гораздо более адекватно реагировать на эту проблему. Это видно и по научным статьям, и по публицистике, и по ряду социальных проектов и связано в том числе и с тем, что проблема проявляется все ярче. Многие начинают понимать, что действительно то, что происходит, не случалось ранее. И то, что нас ждет, ни с чем не сравнимо в прошлом. А объяснить эти изменения можно очень просто: нужно начинать с естественно-научного образования в школе. При этом обязательно необходимо пояснять физику процессов.

Артём Павловский
Артём Павловский

Что происходит с климатом на планете?

Безусловно, климат на Земле менялся очень сильно на протяжении всех геологических эпох. Однако нас интересует прежде всего тот короткий промежуток времени, который связан с развитием человеческого общества во время и после промышленной революции. Оценивая этот период, мы видим, что, начиная с конца XIX века, наблюдается тренд, который показывает рост вреда основных метеорологических элементов (сюда входит температура, осадки и многое другое). В настоящий момент мы живем в период антропогенного потепления. Последние десятилетия являются самыми теплыми за всю историю метеорологических наблюдений.

Стоит отметить, что история метеорологических наблюдений не очень продолжительна. Наиболее продолжительные ряды — это 300-350 лет. Конечно, если мы будем брать далекую геологию — там было все что угодно. И сегодня мы пожинаем плоды этих процессов в виде нефти, газа, угля и прочих полезных ископаемых, которые образовались благодаря тому, что сложились идеальные для этого условия.

Но в отношении современного климатического периода необходимо понимать одну важную особенность. Глобальное потепление совсем не значит, что теплеет повсеместно. Это вовсе не так. Есть даже отдельные территории, где может наблюдаться похолодание. И это нормально, потому что планета Земля имеет сложную структуру, на локальные проявления тех или иных климатических параметров влияет очень много факторов: материки, то, как они расположены, течения и другие особенности. Например, в течение 1998 года, одного из самых теплых годов за историю наблюдений, потепление наиболее явно проявилось на территории Северной Америки, в полярных широтах. А в 2007 году оно, напротив, затронуло преимущественно нашу часть Арктического бассейна.

Источник: wallpaperstock.net
Источник: wallpaperstock.net

Климат формируют различные климатообразующие факторы, их очень много. Это и геологические факторы, структура и распределение континентов по поверхности Земли, а также внутриатмосферные факторы, которые связаны с газовым составом атмосферы.

«Человек становится геологической силой»

В эпоху динозавров концентрация углекислого газа была очень большая, но за последние 50 миллионов лет она сильно снижалась. В настоящее время человек стал геологической силой: ранее накопленный углерод он снова направляет в атмосферу.

Если посмотреть на модель распределения динамики температурных аномалий, полученных с учетом антропогенных факторов, а также модели с учетом только естественных факторов — в том числе солнечной активности, то только включение антропогенного фактора, связанного с выбросами парниковых газов, дает возможность воспроизвести наблюдающуюся динамику.

Проблема потепления носит внутриатмосферный характер, а не соляристский. Исследования показывают, что сейчас теплеет только тропосфера — это то, где живем мы, а стратосфера наоборот холодает. С чем это связано? Дело в том, что парниковые газы, которыми является углекислый газ, метан и другие, перехватывают уходящее длинноволновое излучение от Земли. Образуется парник, пленка, при этом нижняя стратосфера не нагревается. Раньше, когда атмосфера была радиационно более прозрачна, тепло Земли уходило равномерно и нагревало равномерно все слои. Но теперь мы фактически перехватили часть этого тепла у себя внизу. И вот в чем проблема. Тренд разнонаправленный и соляристские теории не могут его учесть.

Источник: michiganradio.org
Источник: michiganradio.org

Почему климат так важно учитывать при строительстве городов?

Градостроительная деятельность подразумевает то, что мы должны на десятки лет вперед учесть тенденции устойчивого развития территорий с учетом всех факторов. И сегодня проблема изменения климата становится наиболее актуальной именно для этой работы.

Но давайте разберемся, чем характерен климат мегаполиса? Помимо того, что на его территории проявляются глобальные и региональные тенденции, он формирует и собственный климат. Мы можем проследить, как менялся остров тепла в Петербурге с XIX века по настоящее время. Мы видим, что тогда Петербург был холоднее своих ближайших соседей — Таллина и Хельсинки, но, начиная с середины XX века, он стал теплее этих городов. Это в том числе связано с послевоенным развитием города. Благодаря тому, что в Петербурге наблюдения ведутся почти с момента основания, мы можем оценивать динамику изменения различных показателей — температуры, количества осадков и так далее — с теми или иными экономическими факторами. Это не всегда легко, потому что мы обладаем не всеми данными, однако в целом возможность такая есть.

Типична ли эта ситуация развития острова тепла? Для примера возьмем Токио. Раньше он был холоднее своих соседей, но сейчас стал теплее. Поэтому можно говорить о том, что тенденции схожи.

Источник: jette.ru
Источник: jette.ru

Одним из ключевых факторов формирования этого острова тепла является не столько количество выбросов, сколько принципиальный фактор, связанный с изменением альбедо — характеристикой отражательной (рассеивающей) способности поверхности. Поверхность в Петербурге по мере развития и застройки принципиально изменилась. Если раньше приходящая коротковолновая радиация отражалась, при этом нужная часть спектра забиралась растительностью, то сейчас нет. Асфальт и крыши поглотят практически все.

Все в городе зависит от климатических параметров, существуют специализированные строительные нормы и правила, которыми занимается строительная климатология. О ней часто забывают, но в последнее время пришлось вспомнить, поскольку количество неблагоприятных, опасных явлений растет. На неустойчивом климате экстремумы проявляются лучше, это тоже важно понимать. А мы сейчас живем в крайне неустойчивых условиях.

Какие вызовы готовит Петербургу изменение климата?

Для нас как приморского, портового города наиболее опасным явлением является негативное воздействие вод. Для защиты города был построен комплекс защитных сооружений. Но перспектива развития проблем изменений климата может поставить перед нами новые угрозы и вызовы. За последний климатический период, начиная с 1981 года, произошло 60 наводнений. Сейчас комплекс защитных сооружений — с 2011 по 2018 года — остановил уже 14 наводнений. Изменилась и их сезонная динамика: если раньше это были осенние месяцы, то сейчас они приходятся на зиму. А зимние шторма имеют очень неблагоприятные последствия для города.

Если посмотреть на динамику изменения среднего уровня мирового океана, то можно увидеть, что за последние сто лет он повысился на два сантиметра. Это тоже очень много. Согласно отчетам и оценкам специалистов Межправительственной группы экспертов по проблеме изменения климата, к концу века уровень мирового океана повысится еще больше. С конца 50-х годов прошлого века отмечается и положительный тренд изменения уровня Балтийского моря — он растет примерно на 2 мм в год. Если к концу века сложится самый неблагоприятный сценарий, эффективность комплекса защитных сооружений будет значительно снижена, и город снова будет подвержен угрозе затопления.

Комплекс защитных сооружений Петербурга. Источник: hdorstroycom.ru
Комплекс защитных сооружений Петербурга. Источник: hdorstroycom.ru

Как глобальное изменение климата в целом может изменить Петербург?

О Петербурге часто говорят, что он уникален и в таких условиях никто и никогда не жил. Многие даже считают, что было абсурдом строить город в таких широтах. Но давайте посмотрим реально на те климатические условия, которые есть в Петербурге. Согласно классификации климатов Кёппена, наиболее обоснованной климатической классификации, Петербург находится в климатической зоне влажного континентального климата с теплым летом и снежной зимой, также этот тип климата называется бореальным. Принципиальное отличие от другого типа — это устойчивый снежный покров.

Если посмотреть на различные города-миллионеры, которые расположены в этой зоне, то можно понять, что наша зона не такая уж и плохая. Например, к ней же относятся Саппоро, Монреаль, Буффало, Милуоки, Торонто и другие. К слову, знаменитая Золотая подкова (неофициальное название самой густонаселенной агломерации Канады, расположенной на юге провинции Онтарио — прим.ред.) также находится в этой же климатической зоне и располагает точно такими же климатическими условиями. И все это говорит о том, что эти условия благоприятны для развития крупных человеческих поселений.

Золотая подкова. Источник: newgeography.com
Золотая подкова. Источник: newgeography.com

Но XXI век готовит для нас сюрпризы. При большинстве возможных сценариях экономики, которые были проанализированы, температура будет повышаться и дальше, климат будет меняться. Что при этом произойдет с климатическими условиями в Петербурге? Мы видим, что среднегодовая температура с 5,4 градусов Цельсия может измениться до 10 градусов, а количество осадков возрастет с 634 до 766 мм.

На деле это означает, что при таком развитии событий климат Петербурга из влажного континентального с теплым летом может стать океаническим, то есть умеренно теплым, с небольшими суточными и годовыми амплитудами температуры воздуха, высокой относительной влажностью, прохладным летом и мягкой зимой. И самое главное, что может произойти — исчезнет устойчивый снежный покров. На что в этом случае будет похож Петербург? Здесь будут такие же климатические условия, как, например, в Копенгагене, Бирмингеме, Линце, Гамбурге или Глазго. И вы скажете, что, с одной стороны, неплохо жить, как в Копенгагене, но с другой — не очень здорово и когда все сезоны походи на другой при условии холодного лета и относительно теплой зимы.

Прекрасные города есть в любых климатических зонах. Но вопрос в том, что градостроительство, архитектура и непосредственно строительство в той или иной климатической зоне должно производиться с учетом ее особенностей. По этой причине во всех долгосрочных планах развития территории этот фактор должен учитываться.

Лекция Артёма Павловского в Университете ИТМО
Лекция Артёма Павловского в Университете ИТМО

Например, что вы сможете построить, когда у вас не будет устойчивого снежного покрова? Какая дорога нужна в этой зоне с учетом этого фактора? Или какой жилой комплекс? Или, предположим, если в будущем не будет замерзать Невская губа и Нева в принципе. И некоторые нормативы с учетом климатических изменений уже пересматриваются.

Сказать, как точно все изменится в будущем, конечно, очень сложно. Однако ориентироваться необходимо именно на те тенденции, которые мы наблюдаем уже сейчас. И это касается в том числе в целом специалистов социально-экономического блока, на который опирается урбанистика. Уже сейчас зима сократилась более чем на месяц. Что с этим делать? Это вопрос. Да, можно просто приспосабливаться как сейчас — сократилась зима и сократилась, живем дальше, возможно, норковые шубы перестали носить. Но можно конвертировать это в конкретные показатели и учитывать эти тенденции в будущем развитии.

Моделирование климата. Источник: nsf.gov
Моделирование климата. Источник: nsf.gov

Кто проводит исследования по изменению климата в Петербурге

Прежде всего исследования проводятся специалистами по моделированию возможных изменений климата. В Петербурге расположен климатический центр Росгидромета, это Главная геофизическая обсерватория имени Воейкова. Специалисты этой обсерватории занимаются моделированием того, как изменится климат при тех или иных сценариях развития человеческой экономики.

Кроме того, существует открытая база данных климатических моделей, рекомендованная Межправительственной группой экспертов по проблемам изменения климата. Любой специалист в области наук о Земле или в иной области, которому необходимо знать об изменении гидрометеорологических параметров, может воспользоваться базами IPCC и получить сценарные оценки изменения тех или иных параметров для того или иного региона. Бесспорно, чтобы обрабатывать эти данные, необходимо обладать квалификацией. Тем не менее, возможность их использовать есть.

Именно региональным моделированием глубоко занимаются специалисты из скандинавских стран — это, например, Шведское гидрометеорологическое общество и другие организации. В этих странах есть специализированные институты, которые моделируют региональные изменения климатических условий, а также моделируют изменения такого важного параметра, как повышение уровня моря. Для Балтики это чрезвычайно важно в том числе из-за геологических факторов.

Лекция Артёма Павловского в Университете ИТМО
Лекция Артёма Павловского в Университете ИТМО

Мы также взаимодействуем с коллегами из Скандинавских стран, у нас была международная программа, которой руководит Комитет по природопользованию и охране окружающей среды. В рамках взаимодействия Финляндии и России мы также участвовали и в оценке геологических и климатических рисков для Петербурга, сейчас мы, скорее всего, будем заниматься адаптивными вопросами, в частности, это касается управления водных ресурсов.

Артём Павловский — климатолог, сотрудник научно-исследовательского и проектного центра Генерального плана Санкт-Петербурга, возглавляет отдел, который занимается градоэкологическим обоснованием, в частности, занимается вопросами территориального планирования и зонирования. Является приглашенным лектором в рамках курса «Устойчивое развитие городов» Института дизайна и урбанистики Университета ИТМО.

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба