Таким образом, к середине XXI в. (всего за 50 лет) темпе­ратура поверхности грунтов в пределах криолитозоны Рос­сии может повыситься на 0.9— 2.3° С, а глубина сезонного протаивания — на 15-33%. Из-за этого южная граница мерзлоты на равнинах и плос­когорьях отступит к северу и северо-востоку на 50—600 км. Если к зоне и подзоне повсе­местного оттаивания вечно-мерзлых пород добавить под­зону локального их таяния, то в целом мы получим полосу деградации вечной мерзлоты, ширина которой на севере ев­ропейской части России до­стигает 50—200 км. в Западной Сибири — 800 км и в Восточ­ной Сибири — 1500 км. Силь­но сократятся, но полностью не исчезнут острова и масси­вы вечномерзлых пород в го­рах Забайкалья, на юге Дальне­го Востока и на Камчатке.

Ожидаемое к середине XXI в. потепление климата и криолитозоны сопоставимо с потеплением в период голо-ценового климатического оп­тимума 8—4.6 тыс. лет назад. На территориях, где вечная мерзлота сохранялась, возрас­тала глубина сезонного про­таивания. Анализ строения верхнего горизонта вечно-мерзлых пород позволяет ус­тановить глубину сезонного протаивания в то время. В арк­тических и высокогорных районах она оказалась на 20 — 40% больше современной, т.е. сопоставимой с прогнозируе­мой величиной прироста мощности сезон неталого слоя к 2050 г. Такое совпаде­ние лишний раз подтверждает реальность предложенного сценария.

Негативные последствия потепления климата, видимо, будут усугубляться одновре­менным увеличением количе­ства осадков. Хотя тенденции изменения прослеживаются с трудом, отмечено, что за по­следнее тысячелетие в перио­ды потепления пути движения циклонов с запада на восток смещались к северу, что вызы­вало увеличение осадков в вы­соких широтах и уменьшение их в низких'. Многочисленные палеогеографические иссле­дования также показывают, что в течение плейстоцена и голоцена потепления в высо­ких широтах сопровождались увеличением влажности кли­мата. Можно предположить, что на большей части криоли­тозоны России ожидаемое по­тепление XXI в. будет также сопровождаться увеличением количества осадков. Это общее предположение подтверждается результатами анализа со­временных трендов метеоро­логических характеристик, которые свидетельствуют о 10-15-процентном увеличе­нии атмосферных осадков к 2050 г.

Зимние осадки будут спо­собствовать повышению тем­пературы вечномерзлых по­род, а летние — приводить к их разрушению из-за усиле­ния термокарста, термоэрозии, термоабразии, а также со-лифлюкционно-оползневых процессов. Наиболее ярко они проявятся на аккумулятивных равнинах, сложенных высо­кольдистыми породами, т.е. там, где вечномерзлые толщи из-за своих низких темпера­тур и большой мощности ос­танутся в целом стабильными. При разрушении верхнего льдистого горизонта поверх­ность деформируется сущест­венно и, если своевременно не будут приняты защитные меры, нависнет угроза над ин­женерными сооружениями.

Итак, последствия потепле­ния климата будут отмечаться на большей части территории криолитозоны России. К тому же возрастет антропогенное воздействие на мерзлоту. В ре­зультате усилится влагооборот грунтовых вод, сместятся границы ландшафтных зон, нарушится устойчивость поверхности, могут произойти массовые аварии на геотехни­ческих комплексах. Необхо­дима система защитных меро­приятий, учитывающая клима­тические изменения и мас­штабы деградации криолито­зоны. Еще в 80-х годах нача­лись интенсивные разработки системы строительно-профи­лактических методов и инже­нерных мер, чтобы защитить геотехнические системы Се­вера от разрушения.

Традиционные способы обеспечения надежности строительства за счет усиле­ния конструкций фундамен­тов и увеличения их заглубле­ния в значительной мере себя исчерпали, особенно на высо­котемпературных льдистых пластичных грунтах. При по­теплении окажутся недоста­точно эффективными и слиш­ком дорогостоящими венти­лируемые подполья.

Обеспечить устойчивость сооружений в условиях дегра­дации криолитозоны можно, искусственно охлаждая грун­товое основание, предвари­тельно глубоко оттаивая мерз­лые грунты, используя прин­ципиально новые конструк­ции фундаментов.

Назрела необходимость в разработке научных основ и практических способов, что­бы целенаправленно регули­ровать и контролировать мерзлотный режим грунтовых оснований. Нуждаются в пере­смотре нормативы для проек­тирования фундаментов но­вых капитальных зданий и со­оружений, необходимы поис­ки новых подходов к обеспе­чению их устойчивости.

3. Естественные растительные формации в XXI веке

Распределение крупных зональных типов растительности (тундра, тайга, степи, пустыни и др.) обусловлено в основном климатическими факторами – температура, атмосферные осадки, испарение и пр. Причем во многих районах земного шара изменения климатических параметров будут иметь региональный характер: в одних – увеличение осадков, в других – дефицит влажности. Леса умеренных широт, особенно бореальные (тайга), более чувствительны к изменениям температуры, а лесные формации тропических и субтропических зон – к изменениям количества атмосферных осадков.

При глобальном потеплении климата будет отмечаться увеличение испарения с поверхности вод океана и связанное с ним возрастание увлажненности климата. В результате совместного действия этих двух факторов возможно ожидать значительное увеличение речного стока, примерно на 10 %, особенно в Европе и Африке. В нашей стране увеличение количества осадков возможно в аридных областях (Калмыкия, Нижнее Поволжье). В то же время из-за возрастания величины испарения будет происходить опустынивание в аридных зонах Средиземноморья.

Повышение концентрации диоксида углерода (СО2) в атмосфере может увеличить интенсивность процесса фотосинтеза и, значит, будет способствовать увеличению продуктивности как естественных лесных формаций (австралийские дождевые и эв­калиптовые леса), так и культурных расте­ний. Например, в Китае прямые эффекты увеличения СО2 в атмосфере приведут к возрастанию продуктивности муссонных лесов на 9,5-14%. Подсчитано, что при удвоении концентрации СО2 ожидается значительное повышение продуктивности С3-растений (более 90% наземной флоры), у которых фотосинтетический аппарат без адаптации готов к повышению содержания диоксида углерода. Несколько меньшее влияние окажет этот процесс на С4-расте-ния (маревые, злаковые, сложноцветные, крестоцветные и др.), но у них будут фик­сироваться морфологические изменения: увеличение роста, листовой поверхности и др.

Глобальное потепление климата к середине XXI в. может привести к смещению границ растительных зон (тундра, леса умеренного пояса, степи и др.) потенциально на сотни километров. Так, в северных районах Евразии границы растительных зон передвинутся на север на 500-600 км, а зона тундры значительно сократится в своих размерах. По данным ЮНЕП, прогноз изменения климата появится в ускоренном снижении площадей тропического леса и саванн в Африке.

Сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского Института сельскохо­зяйственной метеорологии на основе ими­тационного моделирования получены но­вейшие данные о влиянии глобального потепления на изменение физико-геогра­фической зональности территории Рос­сии. При расчетах моделей климата учитывались метеорологические параметры (температура июля, января, количество осадков, сумма температур более 10° С и т.п.). Получены количественные показате­ли изменения площади основных типов растительности к моменту удвоения концентрации парниковых газов (середина XXI в.) по сценарию лаборатории геофизической гидродинамики (США, 1994).