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

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 François 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: (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. «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»

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.

«Итак, это создание Провидения не менее прочих заслуживает восхищения. Можно привести не одну причину, в силу которой Провидению следовало изобрести ветры и разместить их по разным сторонам света. Во-первых, ветры не дают застаиваться воздуху и, постоянно гоняя его из стороны в сторону, делают его бодрящим и живительным для всех, кто им дышит. Во-вторых, ветры приводят на землю дожди и в то же время не дают им лить слишком долго, то пригоняя, то угоняя тучи так, чтобы осадки равномерно распределялись по всему земному шару. В Италию дожди приносит Австр, в Африку – Аквилон. Этесии у нас разгоняют облака, а в Индии и Эфиопии те же этесии сопровождаются беспрерывными дождями». Луций Анней Сенека «Философские трактаты», около 4—65 гг.

«Моя идея состоит в том, что в любой популяции организмов, способных к самовоспроизведению, неизбежны генетические вариации и различия в воспитании отдельных индивидуумов. Это значит, что некоторые индивидуумы более других способны делать правильные выводы об окружающем их мире и поступать в соответствии с этими выводами. У таких индивидуумов будет больше шансов выжить и дать потомство, а потому их образ мыслей и их поведение станут доминирующими». Стивен Хокинг «Краткая история времени», 1988 год.

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.

Сегодня там, где проживают миллиарды людей располагались леса и болота, озёра и заводи, питавшиеся разливающимися в половодье реками и атмосферными осадками. На Великой Китайской равнине очередь некогда рос субтропический лес переходя на севере в уссурийскую тайгу, а на юге в джунгли Индокитая. В Европе агроландшафт вытеснил широколиственные леса, а некогда девственные территории заняли теплицы и поля с искусственным орошением.