Павел Константинов: Москва повысила температуру региона на два градуса

В мире началась гонка за освоение Арктики, но пока только у России есть крупные арктические города, проекты освоения шельфа и свободный в ближайшем будущем ото льда Северный морской путь. О том, где чище воздух — в российской Арктике или на Аляске, как приполярные города влияют на погоду вокруг них, а также о первой в мире сети климатических прогнозов для Заполярья рассказал корреспонденту РИА Новости Наталье Парамоновой кандидат географических наук, старший преподаватель МГУ Павел Константинов.

— Павел, чем арктические города отличаются от остальных и почему вы собираетесь установить в них единую систему метеонаблюдений?

— Климат теплеет в Арктике в три раза быстрее, чем в умеренных широтах. Для нашей страны это означает не только проблемы с таянием многолетней мерзлоты, но и надежды на то, что откроется безледокольная проводка по Северному морскому пути. В этом случае Россия станет великой транспортной державой, но чтобы ей стать, нам нужны населенные пункты вдоль маршрута следования судов, нужно создавать инфраструктуру.

Сейчас арктические города на метеорологических картах это белые пятна. Метеостанции располагали в тундре, чтобы они никому не мешали, или в аэропортах, а в самих городах до последнего времени ничего не было. С 2013 года мы провели 25 экспедиций и с каждый разом получаем новую информацию. Наша задача была разработать методику метеонаблюдений в полярных городах и запустить систему мониторинга.

Масштабы тепловых аномалий от маленьких городков удивляли в первую очередь. Многое все еще предстоит проверить. Города в Арктике — уникальные горячие точки. Визуально видно, что растительность в городе отличается от растительности за его чертой, то же самое может касаться возможности распространения там инфекций.

Формально арктические города это теплые точки в условиях холодного климата, то есть это окна в будущее. Мы на их примере можем видеть, что будет происходить лет через 50 со всей экосистемой большой Арктики в связи с изменением климата.

— В прошлом столетии в северных регионах страны было построено множество городов. Можно сейчас повторить этот опыт?

— Основное освоение российской Арктики пришлось на 30-е годы. Тогда были другие задачи и технологии. Нужно было привезти людей, как-то обеспечить выживание и начать разработку полезных ископаемых. Первыми полярными строителями были в том числе заключенные, поэтому о комфорте речь редко когда шла.

Теперь другие задачи. Надо, чтобы люди могли работать в комфортных условиях. А вот для этого надо изучить, что значит город в Заполярье, как он влияет на климат, как изменение климата влияет на него, что там с экологией. До нашего проекта это были белые пятна, и только сейчас мы поняли, как это можно изучать и какую систему мониторинга строить. Кстати, российские арктические города оказались более удачными, чем, например, города Аляски.

— Как понять "более удачные"?

— Советские строители выбирали для расположения городов возвышенности, а американский Фэрбенкс (город в центре Аляски — прим. ред.) расположен в низине. Понятно, что так исторически сложилось. Сначала в него добирались по реке, поэтому город получился в ложбине.

Сегодня в Фэрбенксе большое количество автотранспорта, потому что это главный способ передвижения в США, соответственно, с массой выбросов выхлопных газов. А газы оседают в низине, плюс полярные широты влияют, получается, воздух в городе грязный, особенно в нижнем пятиметровом слое. Фэрбенкс — один из самых загрязненных городов в США. Дональд Трамп при всем своем климатическом скепсисе без вопросов выделил достаточно большие деньги на мероприятия по очистке воздуха в Фэрбенксе.

— Судя по всему, Фэрбенксу уже ничего не поможет, если только его перенести?

— Перенести существующий город уже нельзя, но мы, когда будем строить новые города у себя в Арктике, сможем учесть эти ошибки. Но надо разобраться с особой климатологией арктических городов и особой химией атмосферы. Профессиональные химики ее называют dark chemistry (темная химия — прим. ред.). Они ее так называют, потому что это химия полярной или предполярной ночи.

— Кажется, что основная проблема арктических городов это холод и мерзлота. Если отопление будет бесперебойным, куртка теплой, а дом на сваях, то жить можно. Так ли это или есть еще проблемы, которые курткой и отоплением не решить?

— В первую очередь не решить проблему грязного воздуха. Человек такое существо, что когда холодно, у него сужаются капилляры, меняется поверхность слизистых. Дыхательная система находится в угнетенном состоянии, поэтому грязный воздух воздействует на нее гораздо сильнее, чем в другом месте. Условно говоря, в тропиках человек может это пережить, а в арктических условиях урон, который наносится здоровью и качеству жизни, гораздо сильнее.

В Арктике, то есть в условиях холода, возникают температурные инверсии, когда вся грязь концентрируется в нижнем слое атмосферы, который отделен от остальных слоев. Допустим, в Москве летом толщина слоя, где выбросы перемешаны со слоями атмосферы, примерно 150 метров, а в полярных городах выбросы сосредоточены в нескольких нижних метрах. Самое прискорбное, что вся жизнь проходит в этом приземном слое атмосферы. Это как цистерну с бензином разлить в пруду или в Черном море: для пруда последствия будут гораздо хуже.

Почему Норильск был долгое время самым загрязненным городом мира? Такого рода заводы разбросаны и по России, и по другим городам мира, но Норильск находится в арктических условиях, все его выбросы прибивались к земле и создавали микросмог. Надо сказать, что с выбросами разобраться можно, можно изменить ситуацию, а метеорологию поменять нельзя, поэтому чем раньше с ней разобраться, тем проще будет строить новые города и преобразовывать старые.

— Понятно, почему арктические города особенные с точки зрения экологии, а с точки зрения климата у городов есть особенности?

— Город с 50 тысячами населения в арктической зоне создает такой же остров тепла, как город с несколькими миллионами населения в средних широтах. Город Апатиты на Кольском полуострове, где 50 тысяч жителей, создает остров тепла с температурой, превышающей среднюю в этой местности на один градус. Москва с общим населением в 15 миллионов создает остров тепла с превышением средней температуры на два с небольшим градуса. То есть разница в численности населения в 300 раз, а влияние на температуру сопоставимо. То же самое происходит в городах Западной Сибири — Надым и Салехард.

Антропогенное воздействие в Заполярье гиперболизируется. Температурные аномалии там выше, чем в других местах планеты. Это происходит потому, что так же, как и с загрязнением воздуха, тепло концентрируется в двух десятках метров приземного слоя атмосферы. В этом особенность полярной климатологии.

— Раз постоянные и крупные города оказывают такое влияние, то может сделать их вахтовыми?

— Города в США и Канаде действительно ориентированы на вахтовую работу, но в то же время активно развивается университетский городок на Шпицбергене. Там, где резервное хранилище семян на случай глобального конфликта. На Шпицберген приезжают несколько тысяч студентов, и не кажется, что поток будет сокращаться. Человечество будет осваивать полярные районы.

— Если вернуться к созданию системы, насколько сложно ее создавать, как долго и насколько дорого поставить датчики?

— Экспедиция в один город обходится минимум в 500-700 тысяч рублей. Минимально мы должны провести в городе 10-14 дней, чтобы поставить 30-40 тестовых датчиков и определить точки, где потом будут стоять постоянно работающие датчики. Самое главное, это найти место, где ставить датчик. Как в Москве — можно поставить датчик во двор и он будет показывать относительно чистый воздух, а рядом с дорогой — грязный. Опыт установки датчиков был довольно тяжелым. Он стоил нам нескольких срезанных на металл датчиков и долгие поиски лучшего местоположения.

У нас есть системы онлайн-мониторинга, где мы видим масштабы острова тепла и загрязненность атмосферы. Ушло 3-4 года на разработку методики: где ставить эти датчики и как мерить. Теперь мы хотим в 2020 году замкнуть эту систему на города на Аляске и в Скандинавии. Тогда ее можно будет считать единой панарктической микроклиматической сетью. В каждом городе будет установлено до трех датчиков, которые в автоматическом режиме будут передавать информацию. Информация будет доступна любому желающему, потому что она относится к жизненно важной. На мой взгляд, такую систему можно будет сравнить с ГЛОНАССом с одной разницей. Мы не создаем аналог GPS, а первыми создаем оригинальную систему мониторинга в урбанизированных районах Арктики. Постоянно сейчас датчики работают в четырех городах: Апатиты, Надым, Салехард, Норильск.

— Установка датчиков и эксплуатация системы это дополнительные затраты, что они дадут кроме научного знания и предмета для национальной гордости ученым?

— Надо сказать, что острова тепла в полярных городах связаны со сжиганием топлива. Потери тепла создают колоссальные термические аномалии. У нас достаточно газа, чтобы отапливать жилища, но тем не менее если понять, как сделать теплоизоляцию новых домов проектируемых в Арктике городов более эффективной, то можно будет экономить на отоплении. Опять же, можно будет работать точечно, а не перестраивать весь город, потому что самое главное — никого не заморозить, экономия в арктических условиях вторична.

Ошибка в прогнозе температуры на 1-2 градуса при расчете систем отопления приводит к сильному перерасходу газа или угля, который на это самое отопление идет. Второе — датчики дают представления о загрязненности воздуха, причем на уровне отдельных кварталов. Люди будут знать, где гулять, а где сегодня не надо.

Российские города в основном отапливаются газом, а на Аляске топят частные дома углем. Они следят за расходом топлива, но выбросы сажи создают большее загрязнение воздуха. Что касается нашей Арктики, то газовое центральное отопление, похоже, более экологично, нежели дровяное.

Кроме того, мониторинг даст информацию о том, где мерзлота будет таять в первую очередь и где надо принимать срочные меры. Например, в Норильске нет городского температурного мониторинга. В Москве у нас несколько станций, которые регистрируют температуру, а в Норильске нет ни одной. То есть погоду передают, ориентируясь на метеостанцию в тундре, а там температура от городской может отличаться на 10 градусов. В плане метеорологической информации некоторые города стерильны. Причем что у нас, что на Аляске.

— Когда собранная информация станет доступной?

— В течение месяца заработает интернет-портал, где будут отражены данные со всех наших датчиков. Их сейчас около 15. Будем надеяться, что к концу года появятся зарубежные города. Все готово для запуска портала.

Наша стратегическая задача — чтобы это было свободная и доступная метеорологическая информация. Власти, граждане, экологические активисты могли использовать эти данные. В этом же году заработают датчики качества воздуха, которые будут показывать количество аэрозолей и частиц в приземном слое.

Сейчас среди ученых рассматривается концепция глобальной обсерватории, когда целью становится единая система знания о различных объектах Земли, ее атмосферы и океана, чтобы весь мир сделать более ясным и наглядным. Кто станет первым на этой ниве, тот получает научные и технологические преимущества.

На мой взгляд, система умных городов быстрее придет в северные регионы, чем в некоторые города-миллионники. Сейчас все страны стремятся в Арктику. Кто раньше поймет, как там работать и жить, тот и выиграет в арктической гонке.