Почему необходимо охранять атмосферу

Атмосфера представляет собой газовую оболочку Земли, удерживаемую силой гравитации. Эта оболочка играет ключевую роль в поддержании жизни на планете, обеспечивая условия для существования биосферы, защищая от губительного космического излучения и регулируя климатические условия. В условиях усиливающегося антропогенного воздействия проблема охраны атмосферы приобретает особую актуальность. Целью данного отчета является всестороннее рассмотрение значения атмосферы для жизни, анализ последствий ее загрязнения и разрушения, а также обзор мер, направленных на ее защиту.

Атмосфера как основа жизни на Земле

Атмосфера выполняет множество жизненно важных функций, без которых существование жизни на Земле было бы невозможным. Она поддерживает биосферу через участие газов в фундаментальных процессах фотосинтеза и дыхания, обеспечивает защиту от опасного космического излучения и метеорных тел, регулирует температурный режим планеты посредством парникового эффекта и играет ключевую роль в гидрологическом цикле, выступая в качестве аккумулятора влаги и резервуара осадков.

• Жизнеобеспечивающие функции атмосферы: фотосинтез и дыхание

  Углекислый газ, содержащийся в воздухе, является необходимым компонентом для осуществления фотосинтеза — процесса, лежащего в основе жизни всей биосферы Земли [1]. Растения и другие фотосинтезирующие организмы используют углекислый газ и солнечный свет для производства органических веществ и кислорода. Кислород, в свою очередь, является вторым по значимости компонентом атмосферы и абсолютно необходим для дыхания подавляющего большинства живых организмов, включая животных и человека [2, 3]. Газы, входящие в состав воздуха, непосредственно участвуют в этих важнейших процессах [1]. Земная атмосфера обладает уникальным составом, который включает кислород, необходимый для дыхания, и углекислый газ, используемый растениями для создания органических веществ [3, 4].

• Защита от губительного излучения и космических объектов

  Атмосфера служит своеобразным барьером между Землей и космосом, смягчая воздействие космического излучения [1]. Она поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, которое оказывает губительное воздействие на все живые организмы [1]. Без этого защитного слоя интенсивное ультрафиолетовое излучение могло бы привести к массовой гибели живых существ и повредить их генетический материал. Кроме того, атмосфера действует как щит, защищая планету от небесных тел: большинство метеоров сгорает в ее плотных слоях, не достигая поверхности Земли [3]. Если бы атмосфера внезапно исчезла, Земля могла бы стать безжизненным и холодным миром, постоянно подвергающимся метеоритной бомбардировке, а жесткое солнечное излучение выжгло бы все живое [5].

• Регулирование температурного режима планеты

  Атмосфера играет ключевую роль в поддержании температурного баланса на Земле благодаря парниковому эффекту. Углекислый газ и другие парниковые газы в атмосфере обладают способностью удерживать тепловое излучение земной поверхности, предотвращая резкое охлаждение планеты [1]. Атмосфера действует как воздушное «одеяло», поддерживая оптимальную температуру для существования разнообразных форм жизни [1]. Естественный парниковый эффект поддерживает среднюю температуру планеты на уровне около 15 градусов Цельсия, что делает возможным существование жизни [6, 7]. Без этого естественного механизма средняя температура на Земле могла бы опуститься до -18°C [7, 8] или даже -20°C [9], что сделало бы планету замороженной и непригодной для жизни.

• Атмосфера как аккумулятор влаги и основа гидрологического цикла

  Атмосфера является не только газовой оболочкой, но и своеобразным аккумулятором влажности и резервуаром осадков [10]. Облака и туманы, формирующиеся в атмосфере, обеспечивают влагой почвенный покров, что играет определяющую роль в развитии животного и растительного мира [10]. Атмосферная влага распределяется по земной поверхности благодаря сложной системе ветров и распределения давления. Нижний слой атмосферы, тропосфера, содержит около 90% всей атмосферной влаги [5]. Таким образом, атмосфера обеспечивает круговорот воды на планете, необходимый для поддержания всех экосистем.

• Формирование богатой кислородом атмосферы стало важным этапом в эволюции жизни на Земле, подготовив почву для возникновения сложной многоклеточной жизни. Повышенная доступность кислорода обеспечила энергетические ресурсы, необходимые для развития более крупных и сложных организмов [11]. Атмосфера не только поддерживает существующую жизнь, но и сыграла ключевую роль в ее развитии на протяжении геологической истории Земли.

Состав атмосферы: фундамент ее функций

Современная атмосфера Земли представляет собой сложную смесь газов, каждый из которых выполняет определенные функции, необходимые для поддержания жизни и климата. Основными компонентами сухого воздуха являются азот, кислород и аргон, составляющие подавляющую часть объема атмосферы. В меньших количествах присутствуют углекислый газ и другие микроэлементы, которые, несмотря на свою малую концентрацию, играют важную роль.

• Основные компоненты сухого воздуха: азот, кислород, аргон

  Если удалить из воздуха водяной пар, получится сухой воздух, состав которого остается практически одинаковым по всему земному шару до высоты около 25 километров [12]. Основными составляющими сухого воздуха являются азот (N₂), который занимает около 78,09% объема [12, 13, 14, 15, 16], кислород (O₂) с долей примерно 20,95% [12] или около 21% [13, 14, 15, 16], и аргон (Ar), содержание которого составляет около 0,93% [12] или около 1% [14, 15] [16]). На долю всех остальных газов приходится лишь около 0,03% [12] или менее 1% [15].

• Роль углекислого газа и других микроэлементов

  Помимо основных газов, в состав сухого воздуха входят и другие газы, хотя и в значительно меньших концентрациях. К ним относятся углекислый газ (CO₂), содержание которого составляет около 0,03-0,04% [13, 15], а также такие газы, как озон (O₃), неон (Ne), криптон (Kr), водород (H₂), гелий (He), йод (I₂), оксиды азота (NO_x), метан (CH₄) и другие [12, 15]. Несмотря на их низкое процентное содержание, эти микроэлементы играют важные роли в различных атмосферных процессах, включая парниковый эффект (CO₂) и защиту от ультрафиолетового излучения (O₃).

• Функции основных газов

  Каждый из основных газов атмосферы выполняет свои специфические функции. Кислород (O₂) жизненно необходим для дыхания большинства живых организмов [2, 4, 17]. Азот (N₂), являясь самым распространенным газом, поддерживает давление в атмосфере [2] и регулирует уровень окисления, а также разбавляет кислород, что важно для протекания биологических процессов [17]. Кроме того, азот обеспечивает питание растений [3]. Углекислый газ (CO₂) используется растениями в процессе фотосинтеза для образования органического вещества [3, 4] и играет важную роль в парниковом эффекте. Аргон (Ar) является инертным газом и широко используется в промышленности и медицине [17]. Озон (O₃), хотя и является формой кислорода и содержится в малых количествах, играет важнейшую роль в защите живых организмов от губительного ультрафиолетового солнечного излучения [17, 18].

Таблица 1: Средний газовый состав сухого воздуха у поверхности Земли

Газ	Процентное содержание (%)	Функция
Азот (N2)	78-79	Поддержание давления, регулирование окисления, питание растений
Кислород (O2)	21	Дыхание большинства живых организмов
Аргон (Ar)	0.9-1	Инертный газ, используется в промышленности
Углекислый газ (CO2)	0.03-0.04	Фотосинтез, парниковый эффект
Другие газы (Ne, He, Kr, Xe, H2, O3 и др.)	< 0.1	Различные функции (например, O3 — защита от УФ)

Парниковый эффект: баланс между жизнью и угрозой

Парниковый эффект представляет собой естественный процесс, при котором атмосфера планеты задерживает часть солнечного тепла, что необходимо для поддержания температуры на уровне, пригодном для жизни [9, 19]. Без этого явления средняя температура на Земле была бы значительно ниже. Однако деятельность человека привела к значительному увеличению концентрации определенных газов в атмосфере, что усиливает парниковый эффект и приводит к глобальному потеплению.

• Естественный парниковый эффект и его значение для климата

  Естественный парниковый эффект является ключевым фактором, обеспечивающим комфортную среднюю температуру на Земле, составляющую около 15°C [6, 7]. Этот процесс основан на способности атмосферы пропускать коротковолновое солнечное излучение к поверхности Земли и задерживать длинноволновое инфракрасное излучение, испускаемое нагретой поверхностью [19]. Парниковые газы, присутствующие в атмосфере, поглощают и переизлучают это тепло, подобно стеклам теплицы, тем самым поддерживая более высокую температуру, чем была бы без атмосферы [6]. Без естественного парникового эффекта средняя температура на планете могла бы опуститься до -18°C [7, 8] или даже -20°C [9], делая невозможным существование жизни в том виде, в котором мы ее знаем.

• Антропогенные выбросы парниковых газов: причины и масштабы

  Начиная с 1970-х годов наблюдается значительное усиление парникового эффекта, вызванное антропогенной деятельностью [9, 19]. Основной причиной этого является экспоненциальный рост населения Земли и связанное с этим увеличение потребления энергии и ресурсов [19]. Сжигание ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа) для производства электроэнергии и тепла является одним из крупнейших источников выбросов парниковых газов [20, 21, 22]. Промышленное производство, особенно такие отрасли, как производство цемента, железа, стали и пластмасс, также вносит существенный вклад [21, 22]. Сельское хозяйство, включая животноводство (выбросы метана) и использование азотных удобрений (выбросы закиси азота), является еще одним важным источником парниковых газов [18, 20, 22]. Вырубка лесов приводит к высвобождению накопленного углерода, а также снижает способность природы поглощать углекислый газ из атмосферы [20, 21, 22]. Транспорт, работающий на ископаемом топливе, и свалки мусора, выделяющие метан, также способствуют увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере [20, 22]. В результате этих процессов концентрация парниковых газов в атмосфере неуклонно растет с начала Индустриальной революции, что приводит к повышению средней глобальной температуры [23, 24]. Глобальные выбросы парниковых газов продолжают расти, достигнув новых рекордов [24].

• Основные парниковые газы: источники и потенциал глобального потепления

  К основным парниковым газам относятся водяной пар (H₂O), углекислый газ (CO₂), метан (CH₄), оксид азота (N₂O) и озон (O₃) [6, 9, 18, 19, 22, 25, 26, 27]. Также к ним относятся синтетические парниковые газы, такие как фреоны (CFCs и HCFCs) и гидрофторуглероды (HFCs) [6, 22, 25, 26]. Водяной пар является наиболее распространенным природным парниковым газом и вносит наибольший вклад в естественный парниковый эффект [8, 18, 26, 27]. Однако его концентрация в атмосфере сильно зависит от температуры. Углекислый газ считается одним из наиболее значимых антропогенных парниковых газов из-за больших объемов его выбросов в результате сжигания ископаемого топлива, промышленной деятельности, вырубки лесов и сельского хозяйства [8, 18, 20, 21, 22, 26, 27]. Метан, хотя и выбрасывается в меньших количествах, обладает значительно более высоким потенциалом глобального потепления на единицу массы по сравнению с углекислым газом. Его основными антропогенными источниками являются животноводство, рисоводство, добыча и транспортировка ископаемого топлива, а также свалки [6, 8, 18, 20, 22, 26, 27]. Оксид азота также является мощным парниковым газом, выбрасываемым в результате использования азотных удобрений, промышленных процессов и сжигания ископаемого топлива [6, 18, 20, 22, 26]. Фреоны, ранее широко использовавшиеся в холодильной промышленности и аэрозолях, также являются сильными парниковыми газами, хотя их производство и использование в значительной степени регулируются международными соглашениями из-за их воздействия на озоновый слой [6, 22, 26].

Таблица 2: Примеры основных парниковых газов и их антропогенные источники

Парниковый газ	Основные антропогенные источники
Углекислый газ (CO2)	Сжигание ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ) для производства электроэнергии, отопления и транспорта; промышленное производство (например, цемента); вырубка лесов [18, 20, 21, 22, 27].
Метан (CH4)	Животноводство (пищеварение жвачных животных); рисоводство; добыча и транспортировка ископаемого топлива; свалки органических отходов; сжигание биомассы [6, 8, 18, 20, 22, 26, 27].
Закись азота (N2O)	Использование азотных удобрений в сельском хозяйстве; промышленные процессы (производство азотной кислоты); сжигание ископаемого топлива и биомассы [6, 18, 20, 22].
Фреоны (CFCs, HCFCs, HFCs)	Ранее широко использовались в холодильном оборудовании, кондиционерах и аэрозольных баллончиках; некоторые используются в промышленности [6, 22, 26]. (Примечание: производство многих фреонов запрещено или ограничено международными соглашениями из-за их воздействия на озоновый слой).

Загрязнение атмосферы: удар по здоровью человека

Загрязнение атмосферного воздуха представляет собой серьезную угрозу для здоровья человека, являясь фактором риска развития и обострения множества заболеваний, особенно респираторных и сердечно-сосудистых. Вдыхание загрязненного воздуха может привести к краткосрочным и долгосрочным негативным последствиям для здоровья, а в некоторых случаях и к преждевременной смерти.

• Загрязнение воздуха как фактор риска респираторных заболеваний (астма, ХОБЛ и др.)

  Загрязнение атмосферного воздуха является одним из основных факторов риска развития и обострения респираторных заболеваний, таких как астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и рак легких [28, 29, 30]. По оценкам, миллионы людей во всем мире страдают от этих заболеваний, и значительная доля случаев связана с воздействием загрязненного воздуха [31]. Например, загрязнение атмосферного воздуха является причиной примерно 11% смертей от ХОБЛ и 6% от рака легких [28]. Загрязнение воздуха в помещениях также оказывает существенное влияние, вызывая, по данным ВОЗ, 22% смертей от ХОБЛ и 12% от острых инфекций нижних дыхательных путей у детей [28]. В 2021 году в Европе и Центральной Азии было зарегистрировано более 6 тысяч случаев смерти детей и подростков, связанных с загрязнением воздуха, причем большинство из них (85%) приходилось на младенцев [32]. ВОЗ признает, что загрязнение воздуха является критическим фактором риска развития неинфекционных заболеваний, включая ХОБЛ, на долю которого приходится 43% смертей, вызванных загрязнением [29]. Примерно 14% преждевременных смертей, связанных с загрязнением атмосферного воздуха, обусловлены ХОБЛ, и еще 14% — острыми инфекциями нижних дыхательных путей [30].

• Влияние загрязнения воздуха на сердечно-сосудистую систему (инфаркты, инсульты и др.)

  Загрязнение атмосферного воздуха оказывает значительное негативное воздействие на сердечно-сосудистую систему, увеличивая риск развития таких серьезных заболеваний, как ишемическая болезнь сердца и инсульт [28, 29, 30, 33, 34, 35]. Согласно данным ВОЗ, загрязнение атмосферного воздуха является причиной около 40% смертей от ишемической болезни сердца и 40% от инсульта [28]. Аналогичные данные приводятся и для загрязнения воздуха в помещениях, где эти показатели составляют 26% и 34% соответственно [28]. В целом, около 68% преждевременных смертей, обусловленных загрязнением атмосферного воздуха, происходят в результате ишемической болезни сердца и инсульта [30]. Исследования показывают, что загрязнение атмосферного воздуха, особенно взвешенными частицами, играет важную роль в развитии и утяжелении различных сердечно-сосудистых заболеваний, включая атеросклероз, артериальную гипертензию и ишемическую болезнь сердца [33, 34, 36]. Загрязнение воздуха признается важным фактором риска заболеваемости и смертности, способствуя прежде всего развитию сердечно-сосудистой патологии, такой как артериальная гипертензия, острый инфаркт миокарда, сердечная недостаточность и инсульт [34]. Уменьшение уровня загрязнения воздуха сопровождается снижением частоты сердечно-сосудистых заболеваний [34]. Экологический фактор, включая загрязнение воздуха, занимает пятое место среди причин смертности населения в мире (20%) [35].

• Статистические данные о заболеваемости и смертности, связанных с загрязнением воздуха

  Загрязнение воздуха является одной из ведущих причин преждевременной смертности и заболеваемости во всем мире. По данным ВОЗ, ежегодно около 7 миллионов человек умирают преждевременно из-за болезней, связанных с загрязнением воздуха [28, 37]. Согласно отчету «Состояние глобального воздуха за 2024 год», в 2021 году загрязнение воздуха стало причиной 8,1 миллиона смертей во всем мире, заняв второе место среди факторов риска смерти [24]. Изменение климата, которое во многом обусловлено загрязнением атмосферы, по прогнозам ВОЗ, приведет к примерно 250 000 дополнительных смертей в год в период с 2030 по 2050 год от таких причин, как недоедание, малярия, диарея и тепловой стресс [37, 38]. В Российской Федерации проблема загрязнения воздуха также стоит остро. В 2021 году плохая экология, включая неудовлетворительное качество атмосферного воздуха, стала причиной 136 тысяч смертей и почти 4,3 миллиона случаев заболеваний [39]. По оценке ВОЗ, почти треть всех преждевременных смертей, связанных с состоянием окружающей среды (4,2 миллиона из 13,7 миллиона), обусловлены именно загрязнением воздуха [39].

Экологические последствия загрязнения атмосферы

Загрязнение атмосферы оказывает глубокое и многогранное воздействие на окружающую среду, затрагивая леса, водоемы, почвы и биоразнообразие в целом. Одним из наиболее известных последствий является образование кислотных дождей, которые наносят значительный ущерб экосистемам.

• Кислотные дожди: механизм образования и влияние на леса, водоемы и почвы

  Кислотные дожди образуются в результате выбросов в атмосферу оксидов серы (SO_x) и азота (NO_x), которые при взаимодействии с водяным паром образуют серную и азотную кислоты [40, 41]. Эти кислоты выпадают на землю вместе с осадками, вызывая закисление почвы и водоемов [40, 42]. Кислотные дожди оказывают негативное влияние на леса, повреждая листья и кору деревьев, делая их более восприимчивыми к болезням, вредителям и экстремальным погодным условиям [40, 43, 44]. Они также снижают плодородие сельскохозяйственных угодий, нарушают процессы транспирации и фотосинтеза у растений, что может привести к снижению урожайности и даже гибели сельскохозяйственных культур [40, 42, 43, 45]. Закисление водоемов приводит к гибели многих водных организмов, нарушая водные экосистемы [42]. Кроме того, кислотные дожди могут способствовать вымыванию из почвы тяжелых металлов, которые затем попадают в водоемы и по пищевым цепям, представляя угрозу для здоровья человека и животных [40, 43]. Они также могут повреждать строительные конструкции и памятники архитектуры [40].

• Загрязнение водоемов и почв тяжелыми металлами и другими атмосферными загрязнителями

  Помимо кислотных дождей, загрязнение атмосферы приводит к загрязнению водоемов и почв тяжелыми металлами и другими токсичными веществами [41, 42, 46, 47, 48]. Промышленные выбросы и сжигание ископаемого топлива могут содержать тяжелые металлы, такие как свинец, ртуть и кадмий, которые переносятся по воздуху и затем оседают на поверхность земли и в водоемы [41, 46]. Эти вещества могут накапливаться в почве, нарушая ее биологическую активность и снижая плодородие, а также попадать в растения и затем в организм человека и животных, вызывая различные заболевания [41, 46]. Загрязнение воды тяжелыми металлами и другими токсичными веществами может привести к гибели водных организмов и сделать воду непригодной для питья и других целей [42, 47, 48]. Загрязненный воздух также может повышать кислотность питьевой воды, что приводит к увеличению содержания в ней свинца, меди, цинка и алюминия [47].

• Угроза биоразнообразию, вызванная загрязнением атмосферы

  Загрязнение атмосферы представляет серьезную угрозу для биоразнообразия, приводя к изменению экосистем, снижению биологического разнообразия и разрушению жизненных условий для многих видов живых существ [46, 48, 49]. Кислотные дожди, загрязнение почв и вод, а также избыток азота, попадающего в экосистемы из атмосферы, оказывают негативное воздействие на различные виды растений и животных, что может привести к сокращению их численности и даже к вымиранию [46]. Загрязнение воздуха может изменять поведение животных, вызывать у них болезни и приводить к гибели [46]. Избыток азота может привести к изменению видов растений и животных, росту численности вредителей и болезней, а также к нарушению экосистемных процессов, таких как круговорот питательных веществ [46]. В 2022 году 73% экосистем Европейского Союза находились под угрозой из-за эвтрофикации, вызванной загрязнением воздуха [50]. Загрязнение воздуха может также наносить вред урожаю сельскохозяйственных культур, что приводит к экономическим потерям и угрожает продовольственной безопасности [50].

Разрушение озонового слоя: ослабление естественной защиты

Озоновый слой, расположенный в стратосфере, играет важнейшую роль в защите жизни на Земле от вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца [1, 17, 18]. Однако выбросы определенных химических веществ в атмосферу привели к истощению этого защитного слоя, что увеличивает поток УФ-излучения, достигающего поверхности Земли, и представляет угрозу для здоровья человека и экосистем.

• Роль озонового слоя в защите от ультрафиолетового излучения

  Озоновый слой, находящийся в стратосфере на высоте от 15 до 35 километров, содержит высокую концентрацию молекул озона (O₃). Этот слой обладает уникальной способностью поглощать значительную часть ультрафиолетового излучения Солнца, особенно его наиболее опасные типы — УФ-B и УФ-C [1, 17, 18]. Поглощая это излучение, озоновый слой предотвращает его попадание на поверхность Земли в опасных для живых организмов количествах. Ультрафиолетовое излучение может вызывать серьезные повреждения биологических молекул, включая ДНК, что может привести к раку кожи, катаракте и ослаблению иммунной системы у людей и животных, а также наносить вред растениям и морским экосистемам.

• Основные озоноразрушающие вещества и их источники

  Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), галоны, тетрахлорметан и метилбромид. Эти химические соединения ранее широко использовались в различных промышленных и бытовых целях, включая хладагенты в холодильниках и кондиционерах, пропелленты в аэрозольных баллончиках, пенообразователи и растворители [6, 26]. После выброса в атмосферу эти вещества очень стабильны и могут оставаться в ней в течение длительного времени, постепенно поднимаясь в стратосферу. Под воздействием интенсивного ультрафиолетового излучения в стратосфере молекулы ХФУ и ГХФУ распадаются, высвобождая атомы хлора, которые каталитически разрушают молекулы озона, запуская цепную реакцию, приводящую к истощению озонового слоя [26]. Хотя природные источники фреонов существуют (например, вулканические газы), их вклад значительно меньше антропогенного производства [26].

• Последствия истощения озонового слоя для здоровья человека и экосистем

  Истощение озонового слоя приводит к увеличению интенсивности ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, что имеет серьезные последствия для здоровья человека и экосистем. Увеличение УФ-B излучения связано с повышенным риском развития различных форм рака кожи, включая меланому и немеланомные раки. Оно также может вызывать катаракту — помутнение хрусталика глаза, приводящее к ухудшению зрения и слепоте. Кроме того, УФ-излучение может подавлять иммунную систему, делая организм более восприимчивым к инфекционным заболеваниям. Для экосистем увеличение УФ-излучения может быть губительным для фитопланктона, который является основой многих морских пищевых цепей, снижать продуктивность сельскохозяйственных культур и лесов, а также наносить вред морским животным, таким как личинки рыб и ракообразных.

• Динамика «озоновой дыры» и меры по ее восстановлению

  «Озоновая дыра» представляет собой область значительного истощения озонового слоя, впервые обнаруженную над Антарктидой. Она достигает максимального размера весной в Южном полушарии. Обнаружение этой проблемы привело к принятию Монреальского протокола в 1987 году — международного соглашения, направленного на поэтапный отказ от производства и потребления озоноразрушающих веществ. Благодаря этому соглашению производство и использование многих ХФУ и ГХФУ были значительно сокращены. В результате этих мер наблюдаются признаки замедления темпов разрушения озонового слоя и даже его частичного восстановления. Однако, поскольку озоноразрушающие вещества имеют длительный срок жизни в атмосфере, полное восстановление озонового слоя займет несколько десятилетий. Ученые продолжают вести мониторинг состояния озонового слоя и «озоновой дыры», чтобы оценить эффективность принятых мер и обеспечить дальнейшую защиту этого жизненно важного слоя атмосферы.

Международные и национальные усилия по охране атмосферы

Осознание глобального характера проблем, связанных с загрязнением и разрушением атмосферы, привело к разработке и принятию ряда международных соглашений и национальных программ, направленных на предотвращение негативного воздействия на атмосферный воздух и климат.

• Киотский протокол: цели, механизмы и результаты

  Киотский протокол, принятый в 1997 году в рамках Рамочной конвенции ООН об изменении климата, стал первым юридически обязательным международным соглашением, направленным на сокращение выбросов парниковых газов. Протокол устанавливал количественные целевые показатели по сокращению выбросов для развитых стран на период с 2008 по 2012 год (первый период обязательств) и с 2013 по 2020 год (второй период обязательств). Целью протокола было стабилизировать концентрации парниковых газов в атмосфере на уровне, который предотвратил бы опасное антропогенное воздействие на климатическую систему. Киотский протокол предусматривал ряд механизмов гибкости, таких как торговля квотами на выбросы, совместное осуществление проектов и механизм чистого развития, которые позволяли странам выполнять свои обязательства более экономичным способом. Хотя Киотский протокол способствовал определенному снижению выбросов в ряде развитых стран, его эффективность была ограничена рядом факторов, включая отсутствие обязательств для развивающихся стран (которые являются крупными эмитентами парниковых газов) и выход из протокола некоторых крупных развитых стран.

• Парижское соглашение: обязательства сторон и перспективы реализации

  Парижское соглашение, принятое в 2015 году, представляет собой новое глобальное соглашение по климату, которое пришло на смену Киотскому протоколу. В отличие от Киотского протокола, Парижское соглашение призывает все страны, как развитые, так и развивающиеся, принять обязательства по сокращению выбросов парниковых газов. Каждая страна определяет свои национально определяемые вклады (NDC) по сокращению выбросов и адаптации к последствиям изменения климата. Основной целью Парижского соглашения является удержание роста глобальной средней температуры значительно ниже 2°C и стремление к ограничению роста до 1,5°C выше доиндустриальных уровней [23, 24, 51]. Несмотря на то, что прогнозируется определенный прогресс в снижении темпов роста выбросов, текущие обязательства стран недостаточны для достижения этих амбициозных целей и ведут к значительному повышению температуры к концу века [24, 51]. Для удержания потепления на уровне 1,5°C необходимо существенное и быстрое сокращение выбросов во всех секторах экономики [23]. Реализация Парижского соглашения требует от стран принятия более амбициозных целей и их эффективного выполнения, а также усиления международного сотрудничества в области финансов, технологий и наращивания потенциала.

• Примеры национальных стратегий и программ по охране атмосферного воздуха

  Наряду с международными усилиями, многие страны разрабатывают и реализуют собственные национальные стратегии и программы, направленные на охрану атмосферного воздуха и снижение выбросов парниковых газов. Эти программы могут включать широкий спектр мер, таких как установление стандартов на выбросы загрязняющих веществ для промышленных предприятий и транспортных средств, развитие систем мониторинга качества воздуха, стимулирование использования общественного транспорта и электромобилей, повышение энергоэффективности в зданиях и промышленности, поддержка развития возобновляемых источников энергии (солнечной, ветровой, гидроэнергии), реализация программ по лесовосстановлению и предотвращению лесных пожаров, а также меры по адаптации к уже происходящим изменениям климата. Например, некоторые страны вводят углеродные налоги или системы торговли квотами на выбросы для стимулирования сокращения выбросов в экономике. Другие инвестируют в научные исследования и разработки в области чистых технологий и устойчивого развития. Национальные стратегии также могут включать меры по информированию общественности о проблемах загрязнения воздуха и изменении климата и поощрению экологически ответственного поведения граждан и бизнеса.

Современные технологии на службе чистого воздуха

Развитие и внедрение современных технологий играет ключевую роль в усилиях по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и смягчению последствий изменения климата. Инновационные решения в области энергетики, транспорта и промышленности открывают новые возможности для перехода к более устойчивому будущему.

• Переход к возобновляемым источникам энергии (солнечная, ветровая, гидроэнергия и др.)

  Одним из важнейших направлений снижения выбросов парниковых газов является переход от использования ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии, таким как солнечная, ветровая, гидроэнергия, геотермальная энергия и биомасса [21]. Возобновляемые источники энергии не производят выбросов углекислого газа и других загрязняющих веществ в процессе выработки электроэнергии, что делает их экологически чистой альтернативой традиционным источникам. В последние годы наблюдается значительный прогресс в развитии и снижении стоимости технологий возобновляемой энергетики, что делает их все более конкурентоспособными. В настоящее время более четверти электроэнергии в мире вырабатывается за счет возобновляемых источников [21]. Дальнейшее развитие и внедрение этих технологий позволит значительно сократить зависимость от ископаемого топлива и снизить выбросы парниковых газов в энергетическом секторе, который является одним из крупнейших источников загрязнения атмосферы.

• Технологии улавливания, хранения и использования углекислого газа

  Технологии улавливания, хранения и использования углекислого газа (CCS/CCU) представляют собой комплекс мер, направленных на улавливание выбросов CO₂ от крупных промышленных источников, таких как электростанции, работающие на ископаемом топливе, цементные заводы и другие промышленные предприятия. Уловленный углекислый газ затем может транспортироваться и либо храниться под землей в геологических формациях, либо использоваться в различных промышленных процессах, например, для производства строительных материалов, химикатов или топлива. Технологии CCS/CCU могут сыграть важную роль в снижении выбросов парниковых газов от секторов экономики, где сложно полностью перейти на возобновляемые источники энергии. Однако широкое распространение этих технологий пока ограничено из-за высокой стоимости и проблем, связанных с безопасностью и долгосрочным хранением уловленного CO₂. Развитие технологий использования углекислого газа может сделать CCS/CCU более экономически привлекательными и способствовать их более широкому внедрению.

• Развитие экологически чистого транспорта и промышленных процессов

  Транспортный сектор является одним из значительных источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Развитие и внедрение экологически чистого транспорта, такого как электромобили, гибридные автомобили и транспортные средства на водородном топливе, позволяет значительно снизить выбросы парниковых газов и улучшить качество воздуха в городах. Развитие общественного транспорта и создание удобной инфраструктуры для велосипедного и пешеходного движения также способствуют снижению зависимости от личного автотранспорта. В промышленности ведется активная работа по разработке и внедрению более чистых и энергоэффективных производственных процессов, направленных на снижение выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов, а также на более рациональное использование ресурсов. Внедрение наилучших доступных технологий и практик позволяет снизить негативное воздействие промышленного производства на атмосферу и окружающую среду в целом.

Заключение

Охрана атмосферы является одной из важнейших задач современности, поскольку от ее решения зависит здоровье человека, сохранение биоразнообразия и устойчивое будущее нашей планеты. Атмосфера обеспечивает нас жизненно важными ресурсами и защищает от губительных внешних воздействий, но она также является хрупкой системой, подверженной негативному влиянию человеческой деятельности. Загрязнение воздуха и усиление парникового эффекта приводят к серьезным последствиям для здоровья, экосистем и климата. Международные соглашения и технологические инновации дают нам инструменты для решения этих проблем, но для достижения значимых результатов необходимы дальнейшие усилия и сотрудничество на глобальном, национальном и индивидуальном уровнях. Снижение выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов, переход к устойчивым практикам в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве и транспорте, а также ответственное потребление ресурсов являются ключевыми шагами на пути к сохранению атмосферы для будущих поколений.

Список использованных источников

• [1] Атмосфера. Университет ИТМО.
• [11] Ранняя атмосфера Земли и океаны. Geology Science.
• [10] Атмосфера как среда жизни. Научный форум.
• [52] Основные факторы существования жизни на Земле. CyberLeninka.
• [5] Дышите глубже. За науку.
• [51] Reports. United Nations Climate Change.
• [38] Climate change and health. World Health Organization.
• [37] Climate change. World Health Organization.
• [23] Climate Change. United Nations.
• [24] United in Science: Reboot climate action. World Meteorological Organization.
• [12] Атмосфера Земли. Знание.Россия.
• [13] Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Учи.ру.
• [14] Какие газы входят в состав воздуха. Учи.ру.
• [15] Состав и строение атмосферы. ЯКласс.
• [16] Воздух. Состав воздуха. Bilimland.
• [2] Atmos Guide. Imperial Space.
• [3] Значение атмосферы. ЯКласс.
• [17] Основные газы в атмосфере Земли в настоящее время. Дзен.
• [53] Атмосфера Земли. Википедия.
• [4] Атмосфера. Википедия.
• [6] Что такое парниковый эффект? Его газы, причины, решение. Prana Air.
• [8] Парниковые газы. Carbon Platform.
• [19] Парниковый эффект. Знание.Россия.
• [9] Парниковый эффект: как он возникает и почему опасен. NANGS.
• [7] Проблема парникового эффекта. Профильное обучение.
• [20] Парниковый эффект: причины и последствия. +1.
• [21] Причины изменения климата. ООН.
• [25] Расчет парниковых газов: как и зачем компании снижают выбросы. EcoStandard group.
• [26] Парниковые газы. Википедия.
• [22] Что такое парниковые газы и их эффект. Forest Save.
• [18] Виды парниковых газов. ЭкоСтандарт.
• [27] Парниковые газы – что это такое? НПИ ЭКОСЕРВИС.
• [28] 7 миллионов преждевременных смертей ежегодно связаны с загрязнением воздуха. ВОЗ.
• [31] Респираторные заболевания в мире: факты и цифры. Forum of International Respiratory Societies (FIRS).
• [32] «Беспокойное начало»: влияние загрязнения воздуха на здоровье детей в Европе и Центральной Азии. ЮНИСЕФ.
• [29] Всемирная организация здравоохранения публикует новые данные о загрязнении воздуха в мире. Climate and Clean Air Coalition.
• [30] Качество атмосферного (наружного) воздуха и здоровье. ВОЗ.
• [54] Влияние загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами на риск сердечно-сосудистых заболеваний (обзор). CyberLeninka.
• [33] Загрязнение атмосферного воздуха и сердечно-сосудистые заболевания. Экология человека.
• [36] Влияние загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами на сердечно-сосудистую систему. Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины.
• [34] Загрязнение атмосферного воздуха как фактор риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Российский журнал общественного здоровья и здравоохранения.
• [35] Влияние загрязнения атмосферного воздуха на сердечно-сосудистую систему. Гигиена и санитария.
• [42] Кислотные дожди и их последствия. Экология.
• [40] Кислотные дожди и их влияние на окружающую среду. Таймырский краеведческий музей.
• [45] Кислотные дожди: причины и последствия. Южный федеральный университет.
• [43] Кислотные дожди. Русское географическое общество.
• [44] Кислотные дожди: влияние на окружающую среду. Greenium.
• [46] Влияние загрязнения воздуха на растения и животных. Prana Air.
• [41] Антропогенные факторы риска здоровью: антропогенное воздействие на атмосферный воздух, воду и почву. varna74.ru.
• [47] Загрязнение атмосферного воздуха: источники и причины. chebs.cap.ru.
• [48] Экологические последствия загрязнения воздуха. Русское географическое общество.
• [39] Как загрязнение воздуха, воды, почвы и обращение с отходами влияет на заболеваемость и смертность россиян. Нужна помощь.
• [49] Состояние биоразнообразия в России: анализ основных угроз и тенденций. ESG Library МГИМО.
• [50] Отчет ЕАОС о загрязнении. Egalite.
• [55] Как измеряется качество воздуха? ЮНЕП.
• [56] Часто задаваемые вопросы о загрязнении воздуха. Clean Air, Blue Skies.