К счастью, ситуацию нельзя назвать безвыходной. Эксперты ЮФУ рассказали, в чём опасность пыльных бурь, при чём здесь глобальное потепление и что мы можем сделать, чтобы улучшить условия нашей жизни.

Откуда берется ветер?

На этот вопрос ответил метеоролог Александр Иошпа, доцент кафедры океанологии, к.г.н.

Причина возникновения ветра – неравномерное распределение атмосферного давления в различных районах Земли. При разности давления в горизонтальном направлении в областях с более высоким давлением создается избыток массы воздуха, вследствие этого происходит перетекание воздуха из области с более высоким давлением в область с более низким давлением. Это перемещение происходит до тех пор, пока не выровняется давление в горизонтальном направлении.

«В Ростове-на-Дону средняя скорость ветра с 2005 по 2022 года составляет 4,3 м/с. При сравнении со средними скоростями ветра таких городов, как Новороссийск и Ставрополь (считаются наиболее ветренными на юге), за данный период которые составили 3,8 м/с и 4,4 м/с, можно сказать, что Ростовский регион - ветреный регион».

Однако, в метеорологии существует такое понятие, как «ветровая нагрузка» - нормальное давление, приложенное к внешней поверхности сооружения или элемента. И у Ростовской области ветровая нагрузка ниже, чем у Новороссийска и Ставрополя.

По словам ученого, за последние 17 лет (с 2005 по 2022 год) средняя скорость ветра в нашем регионе увеличилась на 1 м/с. Это связано с изменениями в циркуляции атмосферы, которая имеет определённую цикличность, а также с учащением влияния и прохождения атмосферных фронтов.

«В случае глобального потепления количество пыльных и песчаных бурь увеличится. Это будет связано с тем, что уменьшится количество осадков, продолжится опустынивание территорий, высокие температуры будут высушивать верхние слои почвы, что будет приводить к ее разрушению, т.е. распаду ее на мелкие частицы, которые усиливающийся ветер будет отрывать от Земли», - заключил метеоролог.

Защита от пыльных бурь

Зоолог Алексей Тихонов, к.б.н., доцент кафедры зоологии отметил, что для степного климата нашего региона сильный ветер – это практически норма. Наша степная зона «зажата» тремя морями – Чёрным, Азовским и Каспийским, что вызывает довольно сложные метеоусловия. Однако, животные, которые живут на нашей территории, вполне приспособлены к этим условиям.

«Когда началось активное освоение степной зоны человеком, территории были плотно покрыты растительностью, и целостность почвы не была нарушена. Следовательно, она была не сильно подвержена эрозии. А теперь, в местах, где дуют сильные ветра, но растительный покров нарушен, вспахан, ветровая эрозия выражена сильно. Когда началось массовое освоение целины, в регионе начались очень мощные пыльные бури. Они засыпали населённые пункты. Вспаханные поля лишались почвы, её уносило. С этим нужно было бороться. Сталинский план преобразования природы по высадке лесополос помог снизить скорость ветров и количество пыльных бурь».

Ученый подчеркнул, что с течением времени во многих регионах перестали поддерживать лесополосы, так как это требует довольно серьёзных усилий. Уменьшение количества ветрозащитных лесополос привело к тому, что пыльные бури начали возвращаться.

Пыльные бури могут отрицательно сказаться на животных, так как в отличие от ветра, пыльные бури - антропогенное, не совсем естественное явление. Выдувание внешнего слоя почвы особенно опасно для представителей фауны, которые на ней живут. Рыть норы, например, им становится сложнее. 

Однако для человека пыльные бури гораздо опаснее. На общем уровне здоровья нашего населения это может сказаться негативно, учитывая, что мы столкнулись с эпидемией коронавируса, который нарушает работу дыхательных путей.

«У этой проблемы есть решение – нужно восстанавливать лесополосы, иначе пыльные бури будут всё чаще и чаще. Также на это может влиять и изменение климата. Могу предположить, что у нас сейчас идёт вполне себе не выдуманное, а реальное глобальное потепление. Происходит высушивание климата, падение уровня влажности, сокращение осадков. Уровень воды упал настолько, что уже возникают проблемы в судоходстве. Вполне возможно, что всё это может привести к увеличению частоты и силы этих мощных ветров. И, с учётом активного использования земли в сельском хозяйстве, приведёт еще и к увеличению количества пыльных бурь. С этим нужно что-то делать, тем более, рецепт уже известен», - заключил Алексей Тихонов.

Что мы можем сделать?

Как видим, глобальное потепление влияет на климат, а значит и на частоту пыльных бурь, которых нам так хотелось бы избежать. И мы можем повлиять на ситуацию – уже сейчас можно перейти к восстановлению лесополос. Однако, есть решения и на перспективу – мы можем замедлить процессы глобального потепления. В первую очередь, нам стоит рассмотреть вопросы альтернативной энергетики.

Владислав Меньщиков, младший научный сотрудник химического факультета, рассказал об альтернативных источниках энергии как способе уменьшения отрицательного влияния на климат.

Эксперт объяснил, что двигатели внутреннего сгорания и аккумуляторы не совершенны – они имеют низкий КПД, загрязняют окружающую среду и атмосферу. Одним из перспективных источников энергии, по его мнению, является топливный элемент - электрохимический генератор энергии, где в качестве топлива могут использоваться: водород, метанол, этанол и др.  Каждый из этих видов имеет свои плюсы и минусы, и для каждого существует своя сфера применения.

«Топливные элементы в обозримом будущем способны дополнить, а в особых случаях и полностью заменить традиционные источники энергии. Так наиболее популярны и развиты с точки зрения технологий являются водородно-воздушные топливные элементы, КПД которых достигает 60%. Если говорить просто, то в водородно-воздушном топливном элементе встречаются водород и кислород из воздуха в результате чего образуется электроэнергия, вода и немного тепла. По сути, топливные элементы могут заменить нам и двигатели внутреннего сгорания, и аккумуляторы».

Ученый-химик также рассказал, что водород является более безопасным, чем природный газ или бензин. В случае протечки водород удаляется из любого замкнутого пространства в 8-9 раз быстрее, чем природный газ. Это означает, что создать условия, когда водород взорвется гораздо сложнее. Эксперименты также показали, что в «водородном» автомобиле в случае возгорания, огонь погаснет, так как водород вытесняет кислород воздуха.

Эксперт отметил, что на химическом факультете ЮФУ проводятся исследования в области альтернативных источников энергии. В лаборатории «Насноструктурные материалы для электрохимической энергетики» коллектив высококлассных ученых и специалистов занимается исследованием и разработкой катализаторов для топливных элементов. Лучшим катализатором для водородных топливных элементов являются наночастицы платины на углероде, отсюда и возникает одна из главных проблем топливных элементов – их стоимость. Решение данной проблемы позволит сильно расширить применение и производство топливных элементов.

По мнению химика это направление перспективно, как и для нашей страны, так и для всего мира в целом. Некоторые ведущие мировые автомобильные концерны намерены до 2035-2040 гг. полностью отказаться от двигателей внутреннего сгорания и производить только электрические автомобили. Выбрать останется только источник энергии: аккумуляторы и/ или топливные элементы.

«Человечеству необходимы альтернативные источники энергии, это непрерывный этап нашего развития от паровых двигателей, сжигание угля, до бензина, аккумуляторов и топливных элементов», - заключил Владислав Меньщиков.

Ростовская область – относительно ветреный регион. Однако, ветра всё чаще сопровождаются пыльными бурями, что не является нормой в природе. Чтобы территории оставались комфортными для проживания, необходимо поддерживать состояние лесополос. Уменьшить влияние на климат и снизить количество ветров также поможет глобальное использование зеленой энергетики. Именно поэтому российские учёные, в том числе учёные ЮФУ, активно работают над вопросом создания более экологичных источников энергии.