ПРИГЛЯДЕЛИСЬ К ГЛОБАЛЬНОМУ ПОТЕПЛЕНИЮ

Глобальное потепление: домыслы и факты
О глобальном потеплении сейчас говорят как о техногенной катастрофе, вызванной бездумной хозяйственной деятельностью человечества. Этой актуальнейшей теме посвящено бесчисленное количество публикаций в прессе, в которых независимо от того, респектабельное это издание или бульварный листок, серьезная научная проблема трактуется неизменно в неряшливо-поверхностном журналистском стиле, да к тому же еще и в эмоциональном до истеричности тоне. Логотипом этой истерии стали апокалиптического вида картинки обрушивающихся шельфовых ледников (которые, между нами говоря, будут обрушиваться всегда уже по той простой причине, что вода теплее льда при любом климате), а также грозно «дымящих» градирен атомных электростанций, из которых по определению не может выделяться ничего, кроме водяного пара и капельной воды.

Если подойти к проблеме глобального потепления с научными критериями, то самый первый вопрос, который возникает: а происходит ли вообще это пресловутое потепление? Как ни странно, на этот, казалось бы, праздный вопрос однозначного ответа до сих пор нет.
Безусловно, в пользу глобального потепления свидетельствуют несколько довольно весомых фактов, но ни один не является стопроцентно убедительным, на каждый из них имеется свое «но». Важнейшим из этих фактов можно считать зафиксированный наземными метеостанциями рост средней температуры воздуха у поверхности Земли на 0.7 С за последние сто пятьдесят лет, что по климатологическим критериям немало. Однако рост этот не был постоянным: за указанный период наблюдалось два цикла потепления и последующего похолодания, третье потепление, начавшееся в 1970-е годы, продолжается до сих пор. Само наличие этих температурных волн настораживает: ведь объем промышленных выбросов (на которые списывается потепление) все это время нарастал неуклонно, свидетельством чему является знаменитая «хоккейная клюшка» резкий скачок концентрации углекислого газа как раз в тот момент, когда в Англии произошла «промышленная революция», после чего концентрация углекислоты в атмосфере стала расти взрывным образом по крутой экспоненте.
Серьезным свидетельством в пользу потепления климата является таяние льдов. Быстрее всего в настоящее время тают горные ледники, в частности в Альпах, однако в планетарном масштабе льда в горных ледниках не так уж много. Куда весомее тот факт, что тает гренландский ледниковый щит, в котором сосредоточено около восьми процентов всего ледового покрова Земли: за последние полвека его толщина уменьшилась на четырнадцать метров! Также и арктический морской лед за последнее двадцатилетие прошлого века потерял почти шесть процентов своей площади. Таянию льдов приписывается повышение уровня океана: за последнее десятилетие прошлого века это повышение составило восемь миллиметров. Заметно тают и шельфовые (прибрежные) ледники Антарктики. Но что чрезвычайно важно сам антарктический щит не только не тает, но, похоже, даже нарастает. Мы пока не знаем, насколько интенсивно он нарастает, но вполне возможно, что его нарастания достаточно для того, чтобы компенсировать потепление на всем остальном земном шаре. Так что из всех перечисленных, твердо установленных фактов еще вовсе не следует, что наблюдаемое в том или ином регионе Земли потепление является действительно глобальным и действительно устойчивым, а не локальным и временным.
И уж тем более отсюда никак не следует, что это потепление обусловлено именно
хозяйственной деятельностью человека. В современной климатологии есть несколько точек зрения на проблему глобального потепления. Ряд исследователей признает решающую роль углекислого газа, но лишь того, который не имеет техногенного происхождения. Есть исследователи, отрицающие решающую роль углекислоты вообще и отдающие предпочтение солнечной гипотезе. Есть сторонники аэрозольной гипотезы. Есть влиятельные ученые, которые считают главным фактором изменения климата нелинейные автоколебательные процессы в системе океан атмосфера. Наконец, есть и такие оригиналы (при этом профессиональные климатологи), которые вообще отрицают факт глобального потепления и у них для этого, как ни странно, имеются довольно серьезные аргументы. Для того чтобы разобраться в спектре всех этих воззрений, рассмотрим факторы изменчивости теплового баланса Земли. Этих факторов не так уж много: проникновение в атмосферу солнечной радиации, отражение части радиации Землей, прозрачность атмосферы, парниковый эффект атмосферных газов и взаимодействие атмосферы с океаном.
Проникновение солнечной радиации определяется прежде всего солнечной активностью. Ряд исследователей считает солнечную активность ведущим фактором глобального потепления, полагая, что прирост средней температуры за последние полтора века определяется на пятьдесят процентов ростом солнечной активности и лишь на десять ростом концентрации парниковых газов. Их главный аргумент заключается в том, что с 1850-го до 1985 года изменение температуры воздуха у поверхности Земли поразительно точно совпадало с ходом солнечной активности (правда, после 1985 года эта связь исчезла). Другим сильным аргументом сторонников солнечной гипотезы является корреляция между минимумами солнечной активности (малое количество пятен на видимой полусфере Солнца) и периодами сильного похолодания климата в Европе в историческое время. Особенно интересен минимум Маундера, который соответствует «малому ледниковому периоду» в Европе: в 1645 1715 годах замерзали не только каналы Голландии, но и Сена с Темзой. Более того, у климатологов есть еще один показатель солнечной активности концентрация изотопа бериллия-10 в донных океанских осадках. В отличие от пятен на Солнце, бериллиевый метод позволяет проследить колебания солнечной активности на многие сотни и даже тысячи лет назад. И вот оказалось, что из десяти «малых ледниковых периодов», зафиксированных методами палеоклиматологии, начиная с девятого тысячелетия до н.э. девять совпало с минимумами солнечной активности. Это еще один серьезный аргумент в пользу солнечной гипотезы.
Впрочем, солнечная активность не является единственным фактором, влияющим на
проникновение в атмосферу солнечной радиации. Другой фактор чисто астрономический
изменение интенсивности солнечной радиации при изменении расстояния Земли от Солнца (вследствие изменчивости эксцентриситета, то есть степени вытянутости земной орбиты) и изменении наклона земной оси. Эти факторы определяют так называемые циклы Миланковича, которые великолепно коррелируют с циклами реальных оледенений по данным ледниковых кернов в Антарктиде. Теория Миланковича позволяет объяснить изменение климата Земли за последние четыреста тысяч лет. Эта чисто астрономическая теория настолько убедительна, что у нее практически нет противников.
Не вся солнечная энергия, достигающая верхней границы атмосферы, попадает на
поверхность Земли, часть ее отражается назад, в космос, доля отраженной радиации
называется альбедо. Величина альбедо зависит от характера подстилающей поверхности:
водная поверхность отражает всего лишь восемь процентов солнечной энергии, то есть
вода является очень хорошим накопителем тепла, пустыни и ледовый покров отражают до
трети солнечной радиации, а максимальной отражающей способностью (до восьмидесяти
процентов) обладают верхняя граница облаков и свежевыпавший снег. Важный вклад в
альбедо вносит прозрачность атмосферы, которая определяется количеством содержащихся в атмосфере аэрозолей большей частью это частицы сажи, вулканического пепла и окислы серы. Основными поставщиками аэрозолей являются вулканы и промышленные выбросы главным образом электростанции, работающие на угле, а также транспорт. Аэрозоли отражают солнечную радиацию и тем самым охлаждают Землю. Аэрозольная гипотеза изменчивости климата тоже имеет немало сторонников, существует даже аэрозольный проект борьбы с глобальным потеплением: выбросить в стратосферу несколько миллионов тонн аэрозолей для сокращения прихода солнечной радиации на Землю.
Следующим фактором, влияющим на тепловой баланс Земли, является парниковый эффект атмосферных газов. Важно заметить, что сам по себе парниковый эффект имеет в высшей степени положительное значение для Земли: без него средняя температура Земли была бы не плюс пятнадцать градусов, как сейчас, а минус восемнадцать! Говоря о парниковом эффекте, обычно редко упоминают, а то и вовсе не упоминают следующее: главным парниковым газом является вовсе не углекислый газ, а водяной пар. Кстати говоря, водяной пар это не то, из чего состоят облака: они состоят из капельной воды или
кристаллов льда, водяной же пар это вода в газообразном состоянии бесцветный, то есть
невидимый газ. Вклад водяного пара в парниковый эффект намного больше вклада всех
остальных парниковых газов: согласно минимальным оценкам, он дает более шестидесяти
процентов всего парникового эффекта, некоторые же исследователи полагают, что его вклад может доходить до девяноста процентов. Углекислый газ по эффективности поглощения исходящего от поверхности Земли теплового излучения занимает лишь второе место, причем с огромным отставанием. Этот газ находится в постоянном круговороте: в процессе фотосинтеза он поглощается водной и наземной растительностью, при разложении растительных остатков вновь возвращается в атмосферу. И доля антропогенного углекислого газа, образующегося в результате сжигания топлива, здесь ничтожно мала, не более трех процентов. Заметный вклад в парниковый эффект вносит также метан: по данным антарктических ледниковых кернов концентрация метана достигла в наше время максимума за последние шестьсот тысяч лет. Содержание метана в атмосфере может существенно возрасти за счет таяния вечной мерзлоты в Сибири там вморожены значительные его количества. В настоящее время заметно растут ряды «метановых алармистов» исследователей (и их добровольных непрофессиональных помощников), доказывающих опасность метана, выделяемого в процессе жизнедеятельности некоторых животных, в основном парнокопытных, для чего даже на полном серьезе рекомендуют уже сейчас начать селекционировать те породы скота, которые выделяют меньше метана. Парниковым эффектом обладают и некоторые
другие атмосферные газы (фреоны, озон и закись азота), но их роль можно считать незначительной. Кстати об озоне: его парниковое действие не имеет никакого отношения
к проблеме озонных дыр; там речь идет о поглощении озоном не инфракрасного, а ультрафиолетового излучения.
Последний в нашем перечислении, но далеко не последний (на самом-то деле едва ли
не первый) по значению для климата Земли фактор океан. Мировой океан является
естественным регулятором климатических процессов, и главная его функция сглаживающая. Без океана климатические скачки на нашей планете были бы столь сильны, что вряд ли бы на ней могла возникнуть и развиться жизнь. Влияние океана столь велико, что, говоря о климате Земли, нужно рассматривать не только атмосферу, а систему океан атмосфера. Эта система работает как тепловая машина, преобразующая приходящую от Солнца тепловую энергию в энергию движения ветры, морские течения, конвекцию (то есть подъем воздуха при нагревании), а также переводит тепло в скрытую форму при испарении воды и ее конденсации в облаках и выпадающих осадках. В такой сложной системе, как океан атмосфера, неизбежны автоколебательные процессы, которые, по мнению некоторых исследователей, и являются причиной многих погодных и даже климатических изменений. Наиболее ярким примером подобных автоколебаний служит феномен Эль-Ниньо. Океан выполняет также роль главного регулятора содержания углекислого газа в атмосфере. Это обусловлено тем, что в нем содержится в пятьдесят раз больше углекислоты, чем в атмосфере. Между концентрациями углекислоты в океане и атмосфере существует определенное равновесие, они никак не могут быть произвольными, независимыми друг от друга: если по каким-то причинам концентрация ее в атмосфере повысится, избыток автоматически перейдет в океан, так что безграничного насыщения атмосферы углекислым газом быть не может по принципиальным причинам. Еще один сглаживающий фактор усиленное испарение при повышении температуры воды. Это, во-первых, само по себе охлаждает поверхность океана, а во-вторых, испарение способствует развитию облачности, которая повышает альбедо и тем самым снижает проникновение солнечной радиации. И наконец, увеличение температуры усиливает фотосинтез, благодаря чему избыток углекислоты связывается в биомассу.
Итак, мы показали, что углекислый газ вовсе не является единственной возможной причиной глобального потепления, есть и другие факторы, с неменьшим правом претендующие на роль «героя-злодея». Но широкая публика усвоила еще одно невольное заблуждение: почему-то считается, что климат Земли задан ей от Бога раз и навсегда именно в том виде, каков он сейчас. То есть полагают, что существует некое вполне определенное «нормальное» состояние климата, которое человек может, преследуя свои эгоистические цели, опасно испортить или даже полностью разрушить, но если очень того захочет, то в силах и выправить ситуацию, перестав быть чрезмерно эгоистичным, все дело в доброй воле самого человека. Таким образом, проблема из научной области переходит в область социальную и даже нравственную.
Однако данные палеоклиматологии показывают, что у земного климата не одно, а несколько различных устойчивых состояний, так что нынешнее его состояние одно их возможных. Для того чтобы в этом убедиться, проследим краткую историю климата Земли, постепенно удаляясь в глубь веков. Если рассмотреть ход средней температуры Земли за последнее тысячелетие, то бросается в глаза ярко выраженная температурная волна: средневековый теплый период сменился так называемым «малым ледниковым периодом», о котором уже говорилось. Если же взять более длинный отрезок времени последние восемнадцать тысяч лет (начиная с росписей в пещерах Ласко), то мы увидим еще более интенсивные колебания температуры: в этом масштабе указанная выше температурная волна выглядит как незначительный завиток, доминирует здесь голоценовый (то есть послеледниковый) максимум, имевший место между восьмым и четвертым тысячелетиями до н. э. после выхода из последнего ледникового периода.
То, что такое чередование холодного и теплого периодов не было уникальным, показывает ход температуры Земли в еще большем масштабе за последние четыреста тысяч лет. В этом масштабе длительные периоды похолодания (ледниковые периоды) периодически сменялись короткими межледниковыми теплыми периодами. Оказывается, что в нашем четвертичном периоде наиболее типичным состоянием Земли были стадии ее оледенения, периоды же потепления (аналогичные тому, при котором мы сейчас живем) были всегда относительно кратковременными. В настоящее время мы переживаем пятое такое потепление, которое вот-вот должно закончиться.
Если далее рассмотреть ход температуры за еще более долгий период последние шестьдесят пять миллионов лет, то окажется, что мы сейчас живем в самое холодное за этот период время! Максимум температуры так называемый эоценовый оптимум отмечался пятьдесят миллионов лет назад. И наконец, если рассмотреть изменение температуры Земли за все время существования на ней жизни порядка трех миллиардов лет, то мы увидим, что температура Земли сильно колебалась и ее нынешнее значение довольно близко к среднему за весь этот период.
Из всего сказанного можно сделать следующие выводы.
Нынешнее состояние климата Земли не является уникальным, мы балансируем где-то на уровне средней температуры Земли за всю историю существования на ней жизни. Данные ледниковых кернов (великолепно укладывающиеся в схему чисто астрономической теории Миланковича) свидетельствуют о том, что по крайней мере в нашем четвертичном периоде существуют механизмы, стабилизирующие климат. Современный период потепления необычайно затянулся: наше межледниковье (голоцен) длится уже одиннадцать тысяч лет, все предыдущие были по четыре-пять тысяч лет. Мы уже слишком задержались на пике потепления, в перспективе человечеству надо опасаться не потепления, а похолодания: рано или поздно должен наступить новый ледниковый период.
Уже отмечалось, что некоторые исследователи вообще отрицают сам факт потепления. Их аргументация заключается в следующем: хотя данные наземных метеостанций явно указывают на устойчивый рост температуры, спутниковые измерения более чем за двадцать лет наблюдений не фиксируют такого роста. Этот парадокс можно объяснить тем, что наземные метеостанции, которые раньше были за городом, сейчас оказались среди асфальта и бетона, так что «прирост» температуры определяется просто изменением условий ее измерения.
Факт повышения концентрации углекислого газа никем не оспаривается, однако есть весомые основания считать, что само это повышение не причина, а следствие потепления:
при более высокой температуре происходит выделение углекислого газа из океана из-за уменьшения его растворимости в теплой воде. Это подтверждается кернами антарктического льда: в прежние эпохи сначала происходило потепление, а лишь за ним повышение концентрации углекислого газа.
Неоспоримо и таяние льдов, но под вопросом остается предположение, что оно непременно приведет к значительному повышению уровня океана. Дело в том, что таяние плавающего льда вообще не изменит уровня океана (закон Архимеда), а таяние гренландского щита может компенсировать рост антарктического щита как об этом уже говорилось. Вообще же, данные о повышении уровня океана весьма ненадежны: во-первых, изменения среднего уровня океана очень малы по сравнению с его естественными колебаниями (доли миллиметра на фоне многих метров), а во-вторых, сеть постов, измеряющих уровень океана, в глобальном масштабе очень редка и потому недостаточно репрезентативна. Спутниковые измерения дают полную картину уровня мирового океана, но точность таких измерений пока недостаточна: она составляет не требуемые доли миллиметра, а в самом лучшем случае сантиметры. Большие сомнения вызывает и адекватность модельных расчетов. Применение существующих моделей к прошлым и нынешним данным не дает верных результатов. Предсказанного ранее на несколько лет вперед потепления не наступило. Рост концентрации углекислого газа в атмосфере оказался вдвое ниже расчетного: видимо, он связывается океаном и растительностью в большей степени, чем это предполагается моделями. Входящие в уравнения тепло- и массообмена важнейшие параметры плохо известны, берутся обычно «с потолка». Среднесрочный (годы и десятки лет) прогноз климата в принципе невозможен, так как совершенно неясно, как будут проявлять себя факторы, определяющие его изменение, при
этом такие факторы, как извержения вулканов и солнечная активность, вообще непредсказуемы. И самое главное, происходящие в атмосфере и океане процессы нелинейны и поэтому с трудом поддаются (а если говорить честно, то совсем не поддаются) моделированию.
В любом случае, даже если бы антропогенный фактор действительно был решающим (что само по себе весьма спорно), то сокращать его нужно не на жалкие (для климата, не для мировой экономики) двадцать процентов, предусмотренные Киотским протоколом до 2020 года, а, как подсказывает теория, гораздо более существенно в несколько раз. Ясно, что такое резкое сокращение парализует всю хозяйственную деятельность человечества. Самое же парадоксальное заключается в том, что даже если прекратить всю хозяйственную человеческую деятельность вообще (что означает исчезнуть с поверхности Земли человечеству как биологическому виду), то начавшееся уже потепление (если оно действительно началось) будет продолжаться еще сто или даже двести лет в силу
тепловой инерции океана.
Возникает закономерный вопрос: если научные данные указывают на полнейшую бессмысленность сокращения выбросов углекислоты, почему борьба за такое сокращение
ведется столь активно и агрессивно? В бесперспективности такой борьбы уверены практически все исследователи, реально работающие в этой области. Но далеко не все из них могут позволить себе высказать это вслух. Признание неактуальности и бесполезности борьбы с потеплением климата существенно урежет финансирование научных исследований в области климатологии вообще: ведь одно дело проблема абстрактной академической науки, а совершенно другое проблема выживания человечества. Ни один руководитель научного центра на такое признание пойти не может уже в силу своих должностных обязанностей, то есть не только сам не пойдет, но и своим сотрудникам не позволит.
Это относительно научного аспекта проблемы. Но у нее есть еще и общественно-политический аспект. Что заставляет мировую (разумеется, в рамках «золотого миллиарда») общественность проявлять столь неумеренную активность в таком сомнительном предприятии, как борьба с глобальным потеплением? Складывается впечатление, что буйная массовая одержимость этой борьбой представляет собой неосознанное замещение другой настоящей проблемы, на которую западному человеку страшно взглянуть прямо и трезво: проблему бездуховности и моральной деградации западного общества. Гораздо проще бороться с климатом или, к примеру, отстаивать права несправедливо обижаемых братьев наших меньших от сусликов до летучих мышей.
Так что же следует делать? А делать нужно лишь то, что позволяет ситуация: вместо тщетных попыток ценой непомерных затрат бесплодно пытаться влиять на климат Земли
следует подготовиться к тем естественным его изменениям, которые действительно окажутся неотвратимыми: своевременно уйти с земель, обреченных на затопление, начать
сажать средиземноморские растения в Центральной Европе, приступить к окультуриванию холодных территорий (Гренландия, Сибирь, Канада), интенсивнее проводить лесонасаждение в засушливых районах, развивать международное сотрудничество перед лицом грядущих экологических потрясений. Опять же не стоит с этим спешить: все это следует начать делать лишь когда появятся реальные признаки неотвратимого потепления, а не нынешний его фантом.
И наконец, последнее. Обычно страшатся грядущего потепления на том основании, что
оно разрушит существующий климатический баланс Земли. При этом почему-то считается, что именно современный климат как раз и является для Земли наилучшим из всех возможных. Однако данные палеоклиматологии показывают, что самое буйное цветение жизни на Земле, когда количество биомассы на ней было наиболее высоким за всю ее историю, приходится на период максимума температуры, имевшего место пятьдесят сто миллионов лет назад (упомянутый эоценный оптимум). И эта температура была значительно выше нынешней. Природа дала тогда огромный шанс динозаврам, которым они в полной мере воспользоваться не сумели. Возможно, что сейчас природа дает второй такой шанс человеку, готовя для него новый температурный оптимум самые комфортные условия жизни на Земле. Так что, если и в самом деле грядет глобальное потепление (что, по правде говоря, очень и очень сомнительно), то не страшиться нам его надо, а принимать с благодарностью. И это поворачивает рассматриваемую проблему в совершенно иную плоскость.

АЛЬБИНА ЯРЖЕМБОВСКАЯ, СТАНИСЛАВ ЯРЖЕМБОВСКИЙ
Журнал «Звезда», N 12, 2009,
http://magazines.russ.ru/zvezda/2009/12/ia13-pr.html