Насколько в принципе изучены природные ресурсы в Казахстане? Их количество и качество?
В Казахстане традиционно исследований было довольно-таки много. До 1990 года проводились очень серьезные наблюдения, работало много гидропостов, метеостанций, которые следили за снежным покровом, являющемся водным ресурсом; на ряде ледников наблюдения начались в 1957-58 годах. К сожалению, в 90-е годы количество наблюдений сократилось, но сейчас ситуация улучшается. Во многих местах работа все-таки продолжалась — в этом плане я хотела бы выделить горную обсерваторию Туюксу в Заилийском Алатау, работа на которой никогда не прекращалась. Можно сказать, что в принципе у нас есть неплохое представление о водных ресурсах на этой территории. И мы более-менее можем описать как меняется характер стока, сколько воды протекает с гор. И, пожалуй, тут проблема в том, что у всех рек Центральной Азии и Казахстана управляемый, нарушенный сток. Поэтому мы всегда оперируем термином «сток на выходе из гор», то есть сток высокогорья, являющийся показателем естественных изменений, а то, что происходит на равнине, мы себе представляем несколько хуже. Потому что ведется огромный отбор воды, и поток сильно модифицирован. Этот человеческий фактор нам мешает в этих оценках. Мы можем сказать о ситуации на выходе с гор, в естественном стоке.
Что сейчас происходит со стоком с гор?
При усиленном таянии ледников, которое сейчас происходит, сток сначала возрастает, потом достигает пикового значения и после этого уменьшается. И для нас очень важно, когда будет достигнуто это пиковое значение.
Я думаю, что сейчас мы находимся на некотором подъеме стока, не следует говорить, что сток с гор уменьшился, этого пока нет. Естественный сток либо не имеет тренда, либо он пока еще растет. Не имеет тренда он в основном там, где преобладает снеговое питание, а растет там, где сильная составляющая ледникового питания. Еще следует понимать, что тренд сильно зависит от того, с какого по какой год вы его рассматриваете. Подавляющее большинство измерений начались в 70-х годах, которые были очень засушливыми. Поэтому, когда считают тред по отношению к этим годам, то он несколько нарушен, но если вы начнете отсчет с 50-х годов, то вы увидите ту картину, о которой я сказала: в районах ледникового питания пока увеличение стока.
Есть некоторое увеличение весеннего стока, потому что снеготаяние во многих местах начинает происходить раньше. Возникает вопрос о том, как сток изменится в будущем. Наша исследовательская группа опубликовала работу по рекам Северного Тянь-Шаня, начиная от Джунгарии и до Заилийского Алатау, мы прогнозируем, что уменьшение стока начнется с 2030–2040 годов. Произойдет уменьшение летнего стока там, где совсем нет ледников, то есть максимум стока сместится на весну, а там, где есть ледники, их вклад уменьшится в августе. Мы можем ожидать уменьшение стока во второй половине июля-августе где-то с 30-40-х годов.
Как ни странно, при наиболее интенсивном потеплении уменьшение стока будет меньшим, потому что ледники будут таять более интенсивно, но это будет зависеть от площади сохранившихся ледников. Если площадь льда, на которой формируется сток, уменьшится ниже критического значения, то и сток уменьшится. Просто не хватит льда для того, чтобы генериривать сток.. Но когда мы говорим об этих прогнозах, очень важно понимать, что их неопределенность довольно высока. И очень много источников этой неопределенности связано с изменением осадков. По Центральной Азии в предыдущем отчете IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) в общем-то было тяжело анализировать модели, потому что направления трендов не совпадали. Неопределенность в прогнозе осадков была очень высока. В последнем, шестом докладе IPCC ситуация несколько изменилась, и мы смотрим на увеличение зимних осадков и увеличение количества осадков в горах. Это связано с тем, что возрастает температура.
Но потенциальное влагосодержание атмосферы увеличивается с увеличением температуры. То есть, увеличение температуры на один градус может увеличить влагосодержание атмосферы на 7%. Отсюда и берется это увеличение зимнего количества осадков, ну и так же в горах, где часто низкие, отрицательные температуры, с повышением температуры будет наблюдаться такой же тренд увеличения осадков. Возможно, что это облегчит ситуацию. Но неопределенность этих прогнозов очень высока. Пока по спутниковым снимкам мы видим накопление снега и что может быть есть некоторое увеличение осадков в высокогорьях Казахстана за последние 10 лет. Дальше вы берете все эти прогнозы и строите модель того, как изменяются ледники. И в этом тоже есть момент неопределенности, потому что существуют ледники с открытой частью льда, есть ледники покрытые мореной (обломочным материалом), и они отвечают на изменение климата по-разному. Поэтому это тоже создает некоторые неопределенности. Дальше гидрологическая модель считает сток и дает нам оценку водных ресурсов. И в ней, конечно, возникают какие-то ошибки. Но я повторяю, что все это работает до той части, когда вода выходит на равнину, дальше начинается очень серьезный антропогенный фактор, и это уже вопрос водопользования, чем изменения климата. И, возможно, что еще стоит отметить, что водные ресурсы складываются из нескольких компонентов, то есть, у вас есть осадки, жидкие осадки, которые дают сток сразу —дождь, твердые осадки, накапливающиеся в качестве сезонного снежного покрова. И вот он очень быстро реагирует на изменение климата, практически мгновенно, то есть, это система быстрого реагирования. Есть ледники, реагирующие с некоторой задержкой, то есть время реакции ледника на изменение климата зависит от размера ледника, и это может быть от нескольких лет до десятка. Это система среднего реагирования. Но и кроме того, есть подземный лед, это может быть погребенный лед ледников, лед, содержащийся в каменных глетчерах, это вечная мерзлота в горах Тянь-Шаня. И этот компонент дает медленное реагирование на изменение климата. Ну и кроме того, есть подземная вода. И эти три компонента: снег, лед и лед под землей растягивают, несколько сглаживают эффект влияния климата на водные ресурсы. Конечно, остается вопрос: каков вклад каждой из этих систем? Основной — снег, во вторую очередь — лед, потом все подземные льды, которые могут поддержать сток в конце лета-начале осени.
Что мы знаем про подземные воды и ледники?
У нас практически нет данных о подземных водах в горах. И интересным вопросом является то, как ледниковый сток питает подземные воды. И что с этим будет в будущем? То есть я могу вам обозначить вопросы, но комментировать подземные воды я бы не хотела, ведь я не гидрогеолог.
Забирают воды много, а используют нерационально
В некоторых регионах Казахстана уже есть нехватка воды. Это влияние изменения климата или вопрос нерационального использования воды?
Это вопрос нерационального использования. Потому что как я вам сказала, если вы хотите смотреть на тренды в изменении стока, количества воды, вы должны смотреть до того момента, когда начинается водозабор, плотины и водохранилища. И там пока мы либо не видим существенных изменений, либо во многих местах идет рост. Это может быть усиление весеннего стока за счет раннего и более интенсивного снеготаяния. А вот дальше начинается уже человеческое влияние и тут надо отметить, что система ирригации в Казахстане устаревшая. В основном это ирригация по каналам – вода течет и заливает поля. И, конечно, в плане изменения климата и водопользования это очень нерациональная система. Потому что столько-то забирают растения, столько-то уходит в почву, и сколько-то у вас испаряется и это просто потеря воды. За счет этого и ощущается недостаток воды, потому что забирают её много, а используют нерационально. Состояние ирригационных систем нередко довольно плачевное. Несколько лет назад мы встречались с фермерами, и многие рассказывали, что им не хватает воды из-за изменения климата. Когда мы показали результаты своей работы, они стали предъявлять серьезные претензии к администрации: что же вы нам голову морочите, ученые-то утверждают, что воды стало больше. И дальше началось очень живое обсуждение. Акимат стал говорить: а когда вы платили за воду, а когда вы ремонтировали ирригационные системы, поддерживали их? Вода просто пускается по полям и это очень нерационально. Надо переходить на другую систему орошения, либо капельную, либо дождевую, когда вода включается при необходимости или подается прямо к корням растений, но это дорого. Например, у меня есть двое аспирантов, Сауле Сулейменова и Бактюбек Дуйсбек, оба финансировались фондом Болашак для обучения в Великобритании. Они занимались влиянием изменения климата на урожайность кукурузы и сои и водопользования при их выращивании, кроме того, у Сауле была совместная работа по сое Kазахским Институтом Земледелия и Растениеводства.
Фермер получает эту воду не тогда, когда ему оптимально, а тогда, когда ему её дают и модели показывают, что вода расходуется нерационально и зачастую, излишне. Может быть лучше давать меньше воды на орошение, с мелкими промежутками, тогда она будет меньше испаряться, а растения будут забирать то, что им надо. Опять же, это вопрос организации, это не вопрос климата. Может ли фермер договориться с администрацией, может ли администрация подать ему воду тогда, когда нужно, и ответ часто - нет, не может. В плане кукурузы мы работали с частным фермерским хозяйством Алексея Горбатюка. У него поля кукурузы и он говорит: да, я очень хочу уйти от этого устаревшего и неэффективного орошения и перейти на более современные системы, но столько денег нет. Институт растениеводства, кстати, экспериментирует с разными системами орошения и там, конечно, видно, что современные капельные и дождевальные системы эффективнее. Но опять же все зависит от того, где находится ваше поле по отношению к оросительному каналу, если вы в его начале, то вам повезло, если вы в его конце, то ваши дела не так хороши.
Нужно прекратить выбросы черного углерода
Можно увидеть информацию о том, что в Кыргызстане сильнее тают ледники, насколько это правда? И можно ли вообще что-то с этим сделать?
Сейчас Таджикистан выступил с инициативой объявления 2025 года международным годом защиты ледников. Идея очень хорошая, но воплотить ее сложно. Что значит защита ледников? Что вы будете делать? Единственное, что вы сможете сделать, это уменьшить выбросы парниковых газов и замедлить потепление климата. Но время пребывания углерода в атмосфере составляет порядка 100 лет. То есть, даже если вы сейчас полностью прекратите все выбросы, в течение сотни лет этот выброшенный углерод еще будет находиться в атмосфере, климат продолжит теплеть. Поэтому защита ледников - больше лозунг, чем реальное действие. Единственное, что можно по-настоящему сделать, так это прекратить выбросы черного углерода - сажи, чтобы её не было на ледниках. Когда-то исследования по загрязнению ледников проводились, и мы бы хотели их возобновить. Мы хотим поставить ловушки, улавливающие пыль, аэрозоль любого вида, которые осаждаются на ледниках и посмотреть что там есть. Уголь — худший враг ледников. Уголь — черный, оседая на ледники, он уменьшает отражение и они тают быстрее. Например, от этого очень сильно страдают ледники в Гималаях. Там, где есть уголь, ничего хорошего ждать нельзя.
Но это вторичный фактор. Ледники тают от повышения температуры и долгое время в 70-80-е годы был сухой период, который сильно сказался на балансе массы ледников в Центральной Азии. Сейчас количество осадков там немного увеличилось и стало лучше. Ледники тают в зависимости от их высоты. Так ледники, расположенные на меньшей высоте, тают быстрее чем те, что выше. Имеет значение и то, что это за ледник. Ледник горной долины, с языком, который открыт солнцу, будет таять быстрее, чем, допустим, каровый ледник, находящийся словно в чаше и со всех сторон прикрытый. Ледники на внешних склонах, то есть Заилийский Алатау, ледники Узбекистана тают быстрее, чем ледники, находящиеся во внутреннем Тянь-Шане, там высота больше.
Надо думать о том, как мы будем собирать, накапливать и хранить весенний сток
Говорят ли ваши прогнозы о том, что к 2040 году очень сильно изменится наша экономика, водопотребление?
Во-первых, я подчеркиваю довольно большой фактор неопределенности. Во-вторых, наши модели показывают, что это уменьшение стока будет происходить во второй половине лета из-за сокращения ледникового компонента стока. Снежный компонент остается. Вопрос в том, когда будет этот сток. И он, скорее всего, будет раньше, то есть пик осадков - апрель-май на равнинах, потом в мае и первой половине июня сильный снежный сток, в июле-августе - ледниковый сток. То есть, в июле-августе мы увидим уменьшение ледникового стока. Это вопрос перераспределения, потому что ледник не производит сам по себе воду, он ее получает из осадков и он ее хранит. То есть, любой ледник вы можете себе представить как замороженное водохранилище. И в общем-то, если нас беспокоит уменьшение стока в конце июля-августа, то надо думать о том, как мы будем собирать, накапливать и хранить весенний сток. И если вы посмотрите на опыт западных стран, то там существуют хорошо разработанные системы по замене ледников небольшими водохранилищами. То есть, вы приходите на любую гидроэлектростанцию в Швейцарии и там вывешен плакат, который показывает, что сейчас мы забираем воду из вот этих ледников, мы спрогнозировали, что они растают, вот здесь и здесь вместо ледников будут построены водохранилища, здесь будет собираться снежный сток и потом будет уже перераспределяться в течение лета. Это система адаптации по стоку как таковому, но ведь есть и другие.
Исходя из этого вы можете использовать другие, более скороспелые сорта, у которых вегетационный период будет закончен раньше. И это вполне реально, потому что такие сорта есть. Но и опять же, температура повышается и всё растет быстрее, таким образом вы можете сократить период, когда сельскохозяйственным культурам нужно орошение.
Это называется программа адаптации. И в любой стране, в Казахстане в том числе, существует стратегия адаптации к изменению климата. То, о чем я говорю, это уже не стратегия, это уже тактика. И я думаю, что именно в этом и должна заключаться во многом дальнейшая работа. Потому что, как ни странно, все естественные изменения просчитать легче, чем то, как отреагируют социальная и экономическая системы. Я хочу также отметить, что в плане экспертизы в Центральной Азии грамотные люди, хорошие математики, гляциологи, гидрологи, а вот специалистов по социально-экономическим вопросам у вас очень немного. А они нужны, именно их работа в плане адаптации должна поощряться.
Шум на фоне изменения климата
Есть мнение у ряда ученых, что сейчас мы находимся на пике потепления, а потом начнется похолодание. Как вы к этому относитесь?
Я думаю, что надо определиться, о чем мы говорим. Все естественные изменения климата цикличны. То есть, надо различать несколько моментов. Есть понятие изменения климата, которое происходит более длительный период, то есть мы говорим о десятках, сотнях лет. И где есть какая-то определенная сила, то, что мы называем forcing, которая заставляет всё время меняться, например, увеличение солнечной радиации. Или увеличение парниковых газов в атмосфере, а есть понятие изменчивости климата. И изменчивость климата - полностью естественный процесс, и тут мы часто говорим о таких декадных, примерно десятилетних колебаниях климата. Допустим, 70-е годы были жаркими, какие-то более холодными. Это просто цикличность, такой шум, который идет на фоне изменения климата. Поэтому нам надо отличать одно от другого. Да, на фоне теплеющего климата вполне могут быть периоды некоторых похолоданий за счет естественной изменчивости.
И опять же это изменение климата уже не изменчивость, а именно изменение. Оно не совсем равномерно, и есть периоды, когда оно ускоряется и периоды, когда оно замедляется. Но я бы сказала, что общий тренд антропогенного изменения климата - это тренд к потеплению. Другое дело, что климат меняется и естественным путем, и там есть какие-то очень долгосрочные тренды, тысячелетние, ведущие к некоторому похолоданию, но это уже совершенно другой масштаб времени. Поэтому я бы не стала обольщаться. Я бы сказала, что на постсоветском пространстве, в Казахстане в том числе, особенно старшее поколение не склонно особенно верить во все эти вопросы изменения климата, хотя это не вопрос веры, а вопрос знания. И иногда вы сталкиваетесь с тем, что они же вам говорят: смотрите, ледники отступают, мерзлота тает, а изменения климата нет. Когда вам стараются это внушать, относитесь к этому очень осторожно. Есть шум естественной изменчивости, и опять же, когда мы оцениваем потепление, мы оцениваем не только то, насколько потеплеет, вот этот климатический сигнал, мы оцениваем также изменчивость. Наша задача часто заключается в том, чтобы сравнить изменения с изменчивостью, что больше. И очень часто вы видите, что в средних широтах и Казахстан к ним относится, есть очень сильное изменение, но и изменчивость очень высока. Изменчивость скрывает изменения, но я бы не стала обольщаться.
Вы в целом изучали климатические изменения в Алматы и области?
Да, мы изучали эти изменения. Есть, конечно, тренд к повышению температуры зимой и в переходные сезоны и чуть меньше летом. В данном случае надо очень осторожно относиться к тому, какими данными вы пользуетесь, потому что многие станции городские и остров тепла сказывается очень сильно на их работе. Если не брать в расчет показания городских станций, то да, мы видим повышение температуры в зимний сезон сильнее, в летний сезон менее сильно.
В холодное время температура повышается выше, быстрее и сильнее, чем в теплое время года, но, понимаете, когда вы говорите об этом тренде, надо опять же разделять, о чем конкретно вы говорите. Я часто задаю этот вопрос студентам: «Вы говорите, температура будет выше на два градуса. Что вы в это вкладываете, как вы это понимаете, что значит на два градуса выше, что каждый день будет теплее на два градуса? Или у вас будет больше экстремальных явлений, которые приведут к тому, что в общем средняя температура повысится на два градуса?» Получается так, что у нас повышаются и фон, и количество этих экстремальных явлений, то есть экстремально высоких температур. И это очень неприятный момент. Да, количество этих экстремальных явлений будет увеличиваться.
Были прогнозы по дождям, что весной будет их много, а летом осадки практически исчезнут и это будет похоже на Афганистан. Какие ваши прогнозы?
В Центральной Азии пик осадков всегда наблюдается весной. В более южных районах это конец марта-апрель, в более северных, включая Казахстан, на равнинах, — апрель-май-начало июня. В горах, в высокогорьях — июнь-июль. Сейчас климатический прогноз заключается в том, что зимнее количество осадков в холодный период растет, а в летний, скорее всего, сокращается, за исключением высокогорий. Но я подчеркиваю, что неопределенность в этих прогнозах очень высока. Потом осадки — это один компонент, есть еще испарениe. И то, что нас интересует, это осадки минус испарениe, то, что останется. Испарениe будут расти, потому что будет расти температура, то есть в принципе, конечно, прогноз не очень утешительный, но он не катастрофичный. Если летом количество осадков либо не изменится, либо немного сократится, а испарениe сильно повысится, то да, влаги будет меньше. Нас с практической точки зрения интересует такая вещь как влагозапас в почве, формируемый либо из весенних осадков, либо из таяний снежного покрова, который будет происходить раньше. И если испаренияe за счет повышения температуры повысятся, то почва будет высыхать быстрее. Я пока не вижу катастрофических прогнозов. Говорить о том, что климат в Алматы будет как в Афганистане, я считаю серьезным преувеличением, но повод задуматься у нас есть. Что касается опустынивания, то в Казахстане это зависит от увлажнения, осадков и оно тоже идет циклично, но в опустынивании опять-таки есть очень сильный антропогенный фактор. Аральское море очень яркий пример такого опустынивания. Потом, конечно, эти заброшенные земли, которые поливали, а потом оставили, превращаются в источники пыльных бурь. Еще один очень неприятный фактор — степные пожары, то есть при высоких температурах у вас увеличивается вероятность пожаров и когда трава сгорает, то остается голая земля, и это в Казахстане основной источник опустынивания и пыльных бурь.