Мировой океан будет подниматься, но Великого Потопа не случится
Владимир Анатольевич Семёнов, заместитель директора по науке Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, заведующий лабораторией климатологии Института географии Российской Академии наук, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН.
– Владимир Анатольевич, предлагаю остановиться на том направлении научной деятельности, которое вы ведете. Это тема Арктики, которая очень популярна и актуальна.
– С научной точки зрения тема Арктики актуальна потому, что там теплеет быстрее, чем где-либо на планете. Те, кто занимается вопросами изменения климата, ищет регионы или процессы, которые наиболее чувствительны к глобальным изменениям. Такие регионы являются индикаторами этих процессов. И, если там события происходят быстро, то наверняка это некие активные точки в климатической системе, которые играют важную роль в процессах формирования климата. Арктика – в их числе. В последние три десятилетия потепление там происходит примерно в три раза быстрее, чем глобальное. Это, очевидно, указывает на данный регион как на ключевой. Плюс в этом регионе есть такая уникальная особенность – морские льды, площадь которых стремительно сокращается. Это хорошо видимая, измеряемая компонента климатической системы, которая лучше всего наблюдается из Космоса. Такие наблюдения ведутся с 1979-го года непрерывно. В ходе их мы отмечаем однородные ряды измерений.
– И что же удалось выяснить?
– То, что арктические льды с 1979-го года заметно сократились. Точно известно, сколько их было, сколько стало, как это все менялось со временем. Они сокращаются просто на глазах, и это влияет на всё –на климат, на экологию, на экономику. Ясно, что Арктика для нас – это также природные ресурсы на богатом арктическом шельфе, поэтому изучение этого континента очень важно.
– Чем все эти изменения чреваты? Что нам грозит? И с какой скоростью происходит таяние ледников?
– Скорость – важный параметр. Этот процесс в Арктике неоднороден и зависит от времени года. Минимум наступает летом, которое в Арктике происходит с задержкой: сентябрь – там самое теплое время года, когда меньше всего льдов. И как раз в сентябре льды сокращаются на 13% за десятилетие. Иначе говоря, за последние 40 лет практически в два раза сократилась площадь морских льдов. Это очень заметно. Климатические модели – это единственный источник знаний о будущем климате. Сегодня мы можем сказать, что, если антропогенное воздействие будет продолжаться, то уже к середине ХХI века морской арктический лед может стать сезонным, то есть летом его вообще не будет.
– Выходит, скоро можно будет ездить в Арктику, как на курорт, загорать и купаться.
– Как показали последние годы, в частности, недавняя жара на Ямале, когда летние температуры достигали 35 градусов, это вполне возможно. Действительно, при таком раскладе можно будет ездить в Архангельск как на Черное море. Конечно, это гипотетически, все-таки температура Арктического океана и его морей у побережья будет достаточно низкой – градусов 12-15. Но, тем не менее, это изменения, которые мы видим.
Помимо изменения площади льдов, происходит сильная эрозия берегов, которые состоят из вечной мерзлоты. Она тает, каждый год на метры меняется береговая линия. Это заметно и со спутников, и люди, которые там работают, это наблюдают. Наша задача – понять причины и механизмы таких изменений, выяснить, почему они происходят и как будут происходить в будущем.
– Вы поняли причины и механизмы?
– Конечно, мы продвигаемся в этом понимании, но пока ее далеки от цели. Арктическая климатическая система очень сложная, при этом Арктика, как и Антарктида, до сих пор во многом остаются terra incognita, данных наблюдений там крайне мало. В частности, почему в Арктике теплеет быстрее? Это связано не только с антропогенным фактором, но и с внутренними свойствами климатической системы. Если мы будем увеличивать парниковые газы, всегда в высоких широтах в северном полушарии теплеть будет быстрее.
– Почему?
– Связано это с несколькими факторами. Есть механизм, который был известен еще со времен Михаила Ивановича Будыко, нашего крупного климатолога, классика нашей науки, – это положительная связь между альбедо подстилающей поверхности и температурой. Альбедо – это отражающая способность поверхности Земли, иначе говоря – количество солнечной энергии, которая от неё отражается. Естественно, ото льда, например, отражается много – больше половины излучения, потому что он белый. А океан, например, практически все поглощает. То есть, чем больше льда, тем больше энергии уходит обратно, тем становится холоднее, и наоборот, чем сильнее уменьшается лед под воздействием потепления, тем больше освобождается темной поверхности, которая нагревается еще больше. Мы называем это положительная обратная связь.
Важный фактор – водяной пар, потому что с увеличеием температуры воздуха атмосфера начинает экспоненциально, то есть в геометрической прогрессии накапливать больше водяного пара. Водяной пар – это тоже парниковый газ, он греет атмосферу. И хотя при потеплении перепад температур экватор-полюс уменьшается, но переносимый пар содержит в себе гораздо больше тепла, и оно компенсирует это уменьшение и еще сильнее греет высокие широты. Это простейшие механизмы, но есть ряд более сложных – динамических, термодинамических механизмов. Это, например, эффект Планка, эффект вертикального градиента температуры, различные динамические положительные обратные связи. Сейчас мы это лучше понимаем. В частности, если раньше считалось, что эффект альбедо – это главный эффект, сейчас мы знаем, что это не так. Зная это, мы понимаем, почему теплеет больше, и понимаем, насколько будет сильнее теплеть в будущем.
– Академик В.И. Вернадский говорил когда-то, что человек станет геологической силой. Похоже, это свершилось? Он стал геологической силой, активно вмешиваясь в природные процессы.
– Да, это так. Мы видим, как увеличивается беспрецедентными темпами содержание парниковых газов в атмосфере, причем именно антропогенных, попадающих туда в результате сжигания ископаемого топлива человеком.
– Как вы отличаете антропогенные парниковые газы от всех прочих?
– Углекислый газ имеет иной углеродный состав, поэтому мы его можем отличить от углекислого газа, выделяемого растениями. Мы видим: если раньше, в пределах последних нескольких сотен тысяч лет, его концентрация менялась в пределах 200-300 частей на миллион, причем эти изменения происходили за многие тысячелетия, то за только последние 60 лет она выросла еще на 100. То есть, за эти годы она выросла на столько же, на сколько менялась в течении десятков тысяч лет во время ледниковых циклов. Это настоящий выброс. И ни с чем иным как с индустриальной революцией эти выбросы парниковых газов такое связано быть не может. Мы уже понимаем, что к концу XXI века, если будут продолжаться такие эмиссии, температура вырастет примерно на три с половиной градуса глобально. А в Арктике соответственно она вырастет градусов на семь-восемь.
– Вроде бы ничего страшного – ну, станет немножко теплее. Но это же ведет к ряду катастрофических последствий – цунами, наводнения, целый ряд стихийных бедствий, которые будут при этом развиваться и нарастать. Где та критическая точка, дальше которой для человечества просто становится опасно?
– Это важный вопрос. Об этом интенсивно заговорили, наверное, в начале XXI века, а до этого всем казалось, что до катастрофы, наверное, еще далеко. Сейчас всем нам важно понять, где этот порог. Его называют типпинг поинт (tipping point), то есть точка перелома, или критическая точка. Но ответа пока нет, честно скажу. Вот, например, сейчас принято Парижское соглашение, которое нацелено на то, чтобы ограничить потепление двумя градусами до индустриальных значений. Уже на градус увеличение произошло. Потом сказали, что, наверное, это многовато, давайте ограничимся полуторами градусами. Почему? На самом деле строго научных обоснований таких значений нет. В разных регионах планеты критическое потепление может быть разное. В каких-то регионах потепление приведет к трансформации ландшафта, когда растает вечная мерзлота, все изменится, и это можно назвать критической точкой. А в Арктике, например, точка перелома – это достижения режима сезонного морского льда, т.е., отсутствие льда летом. Между прочим, в истории Земли, скорее всего, даже в недавней, шесть-восемь тысяч лет назад, такой период безледной Арктики уже был.
– То есть, ничего катастрофического в этом нет?
– Это вопрос непростой. Если говорить о братьях наших меньших – полярных медведях (хотя неизвестно, кто из нас меньше), то им может прийтись несладко. Вообще сейчас идут разговоры, что в результате потепления наступит конец многим видам. Это не совсем так. В истории нашей планеты были разные периоды, и экосистемы пережили их. Поэтому, я думаю, все-таки фатальных последствий для высокоразвитых видов быть не должно. Но что касается критической точки – этот вопрос, повторюсь, очень актуален. Программа климатических исследований Российской Академии наук этот вопрос как раз ставит как один из главных, на который мы должны ответить. Это точка, если ее перейти, то климатическая система, даже если мы перестанем на нее воздействовать, продолжит эволюционировать уже неконтролируемо.
– И мы уже не сможем его остановить?
– Да, именно так. Можно формулировать, что это некий порог, за которым наступят какие-то резкие региональные климатические последствия. Например, существенные регионы планеты станут засушливыми, там будет критический недостаток влаги, потому что при глобальном потеплении в средних и высоких широтах северного полушария увеличится количество осадков, а вот в субтропических регионах, наоборот, уменьшится. Поэтому как раз для России это, может, в чем-то и хорошо: мы сможем эту чистую пресную воду продавать. Если, скажем, в Москве потеплеет на пять градусов, то московский климат станет как сейчас в Нью-Йорке. А там люди живут прекрасно, и со всего мира стремятся туда попасть. То есть, это уже вопрос адаптации.
– Нет худа без добра.
– Да. А вот такие страны, как Индия, Индонезия, вся Южная Азия, Африка, Латинская Америка, которые и так не очень развиты, будут страдать. У них еще и эта проблема добавится. То есть, где-то станет хуже, где-то лучше. Но в целом адаптироваться можно будет ко многому.
– Каким образом вы создаете теории климата? Выстраиваете какие-то компьютерные модели?
– Исследование климата – это история его моделирования, начиная с простых энергобалансовых моделей, которые сформулировал Михаил Иванович Будыко, которыми 40-30 лет назад активно занимался научный руководитель нашего института Игорь Иванович Мохов. Надо сказать, его энергобалансовые модели парадоксальным образом дают очень точные результаты для глобальной температуры, поскольку у них благодаря простоте нет того огромного количества неопределенностей, которые мы имеем в более сложных моделях. Сейчас наш основной инструмент – это полные модели климата: модель океана, криосферы и атмосферы, а сейчас и биосферы. Есть и химические модели, и все это вместе позволяет нам моделировать климатическую систему. Имея такую модель, мы можем задавать различные воздействия, отключать какие-то связи, задавать воздействие в каком-то определенном регионе, исследовать чувствительность, выделять механизмы изменчивости.
– И что нужно выключить, чтобы все было хорошо?
– Что значит хорошо? Кому-то хорошо, кому-то плохо. Нет таких изменений климата, чтобы было хорошо всем.
– Как жаль!
– Это факт. Сейчас уже более 30-ти моделей в мире, все они сравниваются, и сравнивая эти модели, мы видим, что произойдет в будущем, какова неопределенность таких изменений, потому что мы сравниваем разные инструменты.
– И что произойдет в будущем?
– Произойдет потепление в среднем на три с половиной градуса, причем диапазон модельных оценок — от полутора до семи градусов потепления. От 40 до 80-ти сантиметров примерно поднимется уровень мирового океана, ледяной покров Северного Ледовитого океана станет сезонным, как я уже сказал. Если эмиссии антропогенных парниковых газов будут продолжаться такими же темпами как сейчас, то все модели показывают значительное потепление к концу XXI века.
– Но это же великий потоп – сценарий, который некоторые ученые, например, профессор А.М. Городницкий из Института океанологии, считают абсолютно достоверными с исторической точки зрения.
– Тут можно спорить, потому что речь идет не о глобальных, а о региональных явлениях. Если смотреть геологическую историю Земли, то, например, Средиземное море постоянно то осушалось, то наполнялось. На это ушли миллионы лет. В течение исторического периода случались сильные наводнения. Это могло восприниматься людьми в какой-то регионе как глобальный потоп. То есть, это вопрос исторический интерпретации.
– Значит, вселенского потопа не будет?
– Нет. Эта вода должна откуда-то взяться. В таких количествах и масштабах ей взяться неоткуда. Да, постепенно в течение всей истории Земли вода выходила из мантии, потому что содержалась в минералах. На масштабах миллионов лет океан потихоньку будет подрастать, и это естественный процесс. Сейчас, как мы видим, он подрастает быстрее. Но сильное поднятие уровня не может произойти глобально и одномоментно. Если растают все ледники суши, уровень океана поднимется на 120 метров. Но это очень маловероятно и, если и случится, то через сотни тысяч лет. Важно, что эмиссии парниковых газов через 100 лет уже будут не такими как сейчас. Через пару сотен лет точно закончатся ресурсы нефти, газа, угля, мы все выкопаем и сожжем. Поэтому уж точно изменится структура экономики, и мы уже сейчас видим, как она на глазах меняется. Выбросы, я практически уверен, через несколько десятилетий начнут если не снижаться, то их рост существенно замедлится.
– Человечество будет другим?
– Абсолютно. Мы видим, как сильно за 30 прошедших лет жизнь изменилась, а уж за сто лет она станет совсем иной. Но я надеюсь, что человек разумный переживёт все эти изменения и найдет сценарии для устойчивого будущего. А наши научные прогнозы в этом помогут.
