Риск изменений климата: каков он и можно ли его снизить?

16.1. Исходные данные. Необычность нашей эпохи состоит в том, что мировому сообществу предлагается решать глобальные проблемы, в понимании которых многое остается далеко небесспорным. Такова, в частности, ситуация вокруг современного потепления климата. Многие политики, перехватив инициативу у ученых, представляют дело так, будто природные изменения замерли во второй половине ХIХ в., когда закончился малый ледниковый период, и теперь человек пишет свою историю климата. Каковы для этого основания?

Может быть в мировом хозяйстве вообще производится так много первичной энергии, что естественные процессы, включая и климатические, уходят на второй план? Однако факты говорят об обратном. Выделение энергии от сжигания нефти, угля, природного газа, дров и других органических веществ, а также работы ГЭС, АЭС, ГЕОТЭС и т.п. для середины 1990-х годов вполне сопоставимо с выделением энергии из недр Земли, но выглядит несравнимо малой величиной на фоне потока энергии от Солнца. Напомним читателю эти величины:

- поглощение лучистой энергии Солнца атмосферой и земной поверхностью: 2600×10²¹ Дж/год;

- кондуктивный тепловой поток из недр: 0,8×10²¹ Дж/год;

- мировое производство первичной энергии: 0,47×10²¹ Дж/год.

Из сравниваемых цифр видно, что энергетическая мощь цивилизации все еще, слава Богу, на несколько порядков ниже той части лучистой энергии Солнца, которая поглощается Землей. Таким образом, энергообеспеченность, а, следовательно, и эффект действия природных процессов в атмосфере, гидросфере и поверхностной части литосферы гораздо больше, чем результаты процессов антропогенных. Люди могут влиять на климат, только расшатывая природные связи, что и случилось. Но от расшатывания до управления климатом на глобальном уровне дистанция огромного размера.

Факторами упомянутой дестабилизации служат: 1) обогащение атмосферы парниковыми газами и создающими антипарниковый эффект аэрозолями серы; 2) обеднение атмосферы парами воды вследствие обезлесения и в какой-то мере из-за наличия нефтяной пленки в океане (водяной пар - главный генератор парникового эффекта, а облака - больше всего отражают солнечной радиации); 3) увеличение отражательной способности земной поверхности (альбедо) из-за обезлесения и опустынивания; 4) снижение альбедо из-за появления озоновых дыр. Это, конечно же, упрощенная картина антропогенных воздействий на климат.

Для многих сегодня кажется совершенно очевидным, что люди, сами того не желая, путем непреднамеренной эмиссии парниковых газов уже смогли "подогреть Землю" и пришла пора давать обратный ход этому негативному, как многие полагают, процессу. Между тем, физический лик потепления пока не так страшен, как его изображают.

За время с 1860-х гг. и до середины 1990-х среднегодовая температура в приземном слое воздуха в масштабе всей планеты поднялась на 0,3-0,6^О С, в том числе после 1940-х на 0,2-0,3^ОС. Потепление произошло не везде. Кое-где даже похолодало. Процесс развивался неравномерно и стал особенно заметным после 1980 г. Есть и более значительная оценка. По данным НАСА в период 1880-1939 гг. стало теплее на 0,6^ОС, затем между 1939 и 1965 гг. похолодало на 0,2^ОС и с 1965 по 1995 гг. снова потеплело на 0,4^ОС. Таким образом, суммарное потепление за последние 115 лет может быть даже +0,8^ОС (Westbrook, 1998). Какая из двух оценок вернее - неизвестно, также как неясно это в отношении трех разных оценок суммарного парникового эффекта газообразных примесей атмосферы. Мы приводили их и в главе, посвященной живому веществу. Они таковы: 1) +21^ОС по Дж.Хоутону, 2) +33,2^ОС, по К.Я.Кондратьеву и Н.И.Москаленко, 3) +37^ОС по Х.Роде с соавторами. Расхождение между минимальной и максимальной величинами почти в два раза, как и в случае с оценками общего потепления климата.

Какие аргументы дали возможность ученым считать, что человек сильнее влияет на климат, чем природные факторы?

16.2. Из истории проблемы. Завершение малого ледникового периода в Х!Х в. несомненно было периодом природного надлома. Напомним, что как раз в этот отрезок времени в 1824 г. французский математик и физик Ж.Фурье открыл, что атмосфера Земли обладает парниковым эффектом. А в 1860 гг. английский физик Дж.Тиндалл впервые установил, что подобно парам воды, углекислый газ атмосферы экранирует уходящее от Земли инфракрасное излучение, создавая дополнительный парниковый эффект. Много позже появится термин "противоизлучение атмосферы", объединяющий работу всех газообразных веществ, обладающих парниковым эффектом.

Рис. 20. Знаменитая гавайская пила - кривая изменения содержания атмосферного СО2 на станции Мауна-Лоа (Гавайские о-ва) с конца 1950-х гг. Кривая, показанная пунктиром, отражает изменение потребления ископаемого топлива и производства цемента в пересчете на углерод. Из сопоставления кривых видно, что стабилизация и снижение индустриальной эмиссии СО2 в течение 1980-1987 гг. (пунктирная кривая) никак не повлияло на процесс увеличения этого газа в воздухе (зубчатая линия).

Использовав озарение Дж.Тиндалла, в конце ХIХ в. шведский ученый С.Аррениус указал на возможность антропогенного потепления климата Земли. Он исходил из предположения, что часть индустриального СО₂ накапливается в атмосфере. Английский геолог Р.Шерлок в 1922 году, опираясь на идею шведа и данные о быстро возрастающем использовании ископаемого топлива, писал, что влияние человека на климат уже началось.

 

Российский ученый А.Е.Ферсман примерно в то же время подчеркивал, что произошло бы грандиозное изменение геологических процессов, если бы действительно осуществилось удвоение СО₂ в воздухе. Заметим, что он более широко осмысливал факт антропогенного изменения атмосферы.

Во второй половине ХХ в. проблему СО₂ под разными углами зрения разрабатывали американцы Г.Пласс, Х.Сюсс, Р.Ревелл; почти тогда же ленинградские ученые М.И.Будыко, И.И.Борзенкова, Э.К.Бютнер, К.Я.Винников, К.И.Кобак и московские коллеги А.А.Величко, Ю.А.Израэль, Г.О.Голицин, А.Л.Яншин. Впрочем, начиная с 1980-х гг. публикации по проблеме потепления климата буквально захлестнули мир науки.

Примерно с этого времени почти каждый, кто писал о грядущем потеплении не менее раза публикует в своих трудах знаменитую "гавайскую пилу". Эта ломаная линия, с наклоном идущая кверху, отображает годовой ход и многолетний прирост содержания атмосферного СО₂ в районе наблюдательной станции Мауна Лоа, на вулканическом острове Гавайи (рис. 20).

Ныне во многих точках земного шара ведется слежение за приростом содержания атмосферной углекислоты и других парниковых газов. Фундаментальный свод цифр за позднюю часть четвертичного периода, но особенно за историческое время, эпоху НТР и последние несколько десятилетий имеется в справочнике “Trends ’93”. Фолиант содержит все, что касается систематических измерений концентрации атмосферных СО₂, СН₄, N₂О и фреонов в различных точках Земли. В нем есть расчетные данные по эмиссии углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива и производства цемента.

Сложнее перейти от измерений конкретных ингредиентов к вычислению параметров потепления климата. Отсчет нагрева Земли ведется от абсолютного нуля (0^ОК) или от -273^ОС, что нам привычнее. Для атмосферы Земли легче назвать газы, которые не обладают свойством подогревать планету. Пары воды, углекислый газ, озон, закись азота, метан и фреоны в сумме подогревают Землю на величину от 21 до 37^ОК. Это означает, что при отсутствии у атмосферы свойства подогревать Землю, средняя температура воздуха у ее поверхности была бы не около +14-15^О С, как это имеет место ныне, а -6^ОС или даже -22^О С. По К.Я.Кондратьеву и Н.И.Москаленко пары воды обеспечивают примерно 2/3 парникового эффекта. Чуть больше 1/5 приходится на углекислый газ. На остальные ингредиенты остается совсем немного.

К сожалению, тема антропогенного перегрева Земли не всегда освещается корректно. Например, в книге "Глобальное потепление. Доклад ГРИНПИС" (1993) на с.13 читаем: "В отсутствии СО₂ температура поверхности Земли была бы примерно на 33^ОС ниже, чем в настоящее время". Это сильно похоже на элементарное невежество.

Задав неверную посылку, авторы не сомневаются, что едва ли не главное зло современности это антропогенные выбросы парниковых газов, в особенности СО₂. Там же указывается, что прирост концентрации этого газа в атмосфере, а это началось с середины ХVIII века, на 55% обеспечивает произошедшее потепление!? Тем самым автор не сомневается, что современное потепление климата - полностью дело рук человека. Эта уверенность зиждется на плохой проработке проблемы.

Отметим, что за последние 250 лет содержание СО₂ в воздухе заметно подросло с 275-280 частей на млн. до 363 в 1996 г. С этим начали связывать основные превратности климата последних лет, например, учащение явления Эль-Ниньо, когда усиливается деструктивное влияние масс теплых вод южно-американского сектора Тихого океана на погодные условия в Латинской Америке, или наиболее сильные засухи в зернопроизводящих районах мира, хотя они терзали цивилизацию всегда. Когда дело касается прямого экономического ущерба, политики вытесняют ученых. Но всегда ли они достигают успеха?

16.3. Решения опережают проблемы. В 1988 г. из-за засухи и жары урожай зерновых в США впервые в истории оказался ниже уровня потребления. Засушливое лето и снижение урожая были в странах производителях зерна и в предшествовавший год. Эти события, а также строгие по форме расчеты современного и будущего в ближайшие десятилетия термического режима атмосферы сделали свое дело. Перспектива увеличения в течение предстоящих ста лет средней температуры приземного слоя воздуха на 3^ОС, правда с погрешностью в 1,5 градуса, воспринималась как катастрофа. Поэтому в США только в один из последних годов 1980-х было отпущено около 1 млрд. долларов на исследования по климатической программе.

Само по себе это гораздо лучше, чем тратить деньги на производство оружия. И если бы в упомянутом случае ученые действительно отняли часть денег у милитаристов, то следовало бы сказать большое спасибо Ж.Фурье, Дж.Тиндаллу, С.Аррениусу и их последователям.

К сожалению, невозможно столь же однозначно отозваться о другом событии, прямо связанным с той же научной проблемой. В 1992 г. Конференция ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро утверждает необходимость противодействовать потеплению климата в качестве одного из трех главных приоритетов Мирового Сообщества. Симптоматично, что ни угроза экологическому потенциалу планеты из-за растущего загрязнения, ни проблема перенаселения Земли не стали в один ранг с задачей управления климатом.

В ноябре 1996 г. в Риме на Всемирной продовольственной встрече глав государств Фидель Кастро в выступлении, "обреченном на успех", как отметили журналисты, инкриминировал глоба-льное потепление климата развитым странам как основным производителям парниковых газов. Газеты не сообщили было ли в его речи такое же обвинение в связи с бедственным состоянием стратосферного озонного слоя.

Так или иначе, перехватив инициативу у международных научных органов, мировые политические структуры и лидеры отдельных стран взяли на вооружение тезис о пагубности происходящего потепления климата и ведущей роли антропогенного фактора в этом процессе.

Тем самым наука получила социальный заказ от политиков. Появилась необходимость рассчитать вклад каждой страны в общую эмиссию парниковых газов, установить наличие и мощность их стоков, т.е. природных поглотителей, выводящих эти газы из атмосферы. И такая чрезвычайно нужная и полезная научная работа осуществляется. Но за всем этим стоит цель управления климатом посредством снижения выбросов парниковых газов. А даст ли это ожидаемый эффект остановки потепления и всем ли странам это так уж необходимо?

16.4. Климатическая цена парниковых газов. Не все ученые верят тому, что на хрестоматийном уровне уже преподается во многих школах и университетах мира. Пишущий эти строки причисляет себя к таковым, хотя и считает, что риск значительного потепления климата существует, хотя бы в силу того, что природе свойственны его колебания. Ныне человечество и природа, скорее всего, действуют в одном направлении.

Симптоматично, что концентрация парниковых газов в атмосфере растет ускоренными темпами. И это связано с тем, что их природная эмиссия многократно превышена выбросами антропогенного происхождения. В частности, за счет сжигания ископаемого топлива в атмосферу ежегодно выделяется около 23 млрд.т СО₂ . Примерно 2-4 млрд.т этого газа образуется за счет обезлесения и других процессов некомпенсируемого уничтожения биоты и почвенного органического вещества, т.е. в результате деструктивных для биосферы процессов использования лесных и земельных ресурсов. Для краткости ученые пишут об эмиссии парниковых газов вследствие землепользования.

В атмосфере накапливается около трети или менее антропогенного СО₂ . Его большая часть поглощается океаном, и какая-то доля связывается наземной растительностью. Современный парниковый эффект растет в известной мере и за счет ускоряющегося поступления в атмосферу метана, закиси азота и фреонов.

Концентрация метана за время систематических наблюдений растет в среднем на 11-12 частей на млрд. ежегодно и в 1992 г. была около 1720 частей на млрд. В последние годы фиксируется некоторое снижение темпов обогащения атмосферы этим газом.

Ученые считают, что 1 кг фреона-12 противоизлучает уходящее тепло Земли почти в 1600 раз интенсивнее, чем 1 кг СО₂. Фреон-11 соответственно почти в 1100 раз, метан всего лишь в 16 раз, а N₂O - в 310. Зато эмиссия последнего в 1500 крат превышает утечки фреонов. Суммарная концентрация названных фреонов в 1993 г. была около 750 частей на трлн. А вот превосходство ежегодного накопления СО₂ в атмосфере над таковым метана примерно стократное или меньше. Словом, у человечества есть основания верить, что оно движется к мезозойской жаре.

Вот только в прошлом не всегда климатические изменения шли в ногу с флуктуациями содержания парниковых газов. Известна не одна такая ситуация. Немного о них.

1. Например, если потепление последних 100-120 лет вызвано антропогенным усилением парникового эффекта, которое имело экспоненциальный характер, то как объяснить, что в 1910 гг. и особенно между 1940-м и концом 1970-х фиксируются значительные похолодания климата особенно в северной трети Земного шара. И их наличие не согласуется с верой во всесилие парниковых газов.

Г.Вестбрук (Westbrook, 1998) обратил внимание на то, что первая волна глобального потепления периода 1880-1939 гг. была, если верить данным НАСА, значительнее, чем вторая периода 1965-1995 гг. Между тем, первая волна тепла пришлась на время, когда содержание углекислого газа в воздухе повысилось примерно на 20 частей на млн. или менее, затем при сходном приросте СО₂ произошло похолодание и, наконец, когда индустриальная углекислота прямо таки хлынула в атмосферу (в период второй волны потепления ее добавилось в атмосферу вдвое больше, чем в каждый из двух предыдущих отрезков времени, да при этом экспоненциально росло содержание других парниковых газов) измеренный эффект беспрецедентной по мощности техногенной атаки на климат оказался на 1/3 ниже, чем эффект первой волны оптимизации климата.

Только этих фактов достаточно, чтобы считать природные факторы более значимыми в климатических флуктуациях, чем антропогенные, хотя события, происходящие на наших глазах с озоновым слоем стратосферы, могут поколебать правильность сказанного. Но даже техногенный характер разрушения озонового щита биосферы некоторые ученые оспаривают. Однако продолжим перечень.

2. В наши дни атмосфера весьма богата парниковыми газами, в частности в ней на четверть больше СО₂, чем тысячу лет назад, но тогда климат был не холоднее, а, возможно, даже теплее. Это было так называемое средневековое потепление, или, как его еще называют, малый оптимум голоцена. Пик потепления приходился на конец первого тысячелетия нашей эры. Тогда предводитель норман Эрик Рыжий и его спутники на утлых суденышках доплыли до неизвестной людям суши, покрытой растительностью. Приятный пейзаж вдохновил Рыжего назвать открытую территорию Гренландией, т.е. зеленой землей.

И это отражает наличие мягкого климата того времени, способствовавшего лучшему, нежели сейчас развитию растительности на юго-западе острова-ледника. После Гренландии благодаря низкой ледовитости Северной Атлантики европейцы впервые достигли Северной Америки.

3. Примерно такой же низкой концентрации атмосферного СО₂, что и тысячу лет назад, происходили и другие голоценовые изменения климата. Таковыми были, например, главный оптимум голоцена 6-7 тыс. лет назад, а также начальная фаза голоцена, характеризовавшаяся весьма прохладным климатом. Следовательно, не "прыжки" парникового эффекта, а какие-то другие факторы определяли изменения климата доиндустриального голоцена.

4. Результаты изучения пузырьков воздуха из ледникового керна глубокой скважины на станции Восток в Антарктиде показали, согласно В.М.Котлякову и К.Лориусу, что в течение предпоследнего рисс-вюрмского межледниковья т.е. 110-130 тыс. лет назад концентрация атмосферного СО₂ была на уровне 280 частей на млн. или немного ниже! Прямо таки аналогия с доиндустриальным голоценом.

Правда, если верить данным палеогеографии, рисс-вюрмское межледниковье было весьма теплым и по средним температурам превышало на 2-3^ОC аналогичные показатели ХХ века. И это несмотря на солидный дефицит парниковых газов в атмосфере того времени.

Ныне только по СО₂ рисс-вюрмский уровень и уровень доиндустриального голоцена превышены на 85 частей на млн. Не следует забывать еще об избытке метана. Его концентрация сейчас более, чем в два раза выше рисс-вюрмской.

Палеолитические люди не сумели изобрести фреонов, которые названы бомбой замедленного действия из-за их разрушающего влияния на озоновый слой. И все же в незначительных концентрациях фреоны присутствовали в былой атмосфере, но вряд ли всерьез можно говорить об их воздействии на климат предпоследнего межледниковья. А думать о том, что фреоны старше цивилизации и не являются только лабораторным продуктом, позволяет недавнее обнаружение их в вулканических эманациях.

Итак, в течение последних 220 тыс. лет не отмечено чрезмерного обилия массы парниковых газов в былых атмосферах Земли. Между тем, установлены интервалы, когда климат Земли был теплее или походил на современный. Значит, парниковые газы не самый эффективный рычаг управления климатом.

Справедливости ради заметим, что в рисскую и вюрмскую ледниковые эпохи, судя по данным бурения в Антарктиде и на других ледниках, углекислый газ и метан содержались в атмосфере в наименьших концентрациях. Таким образом, очень грубая корреляция между содержанием парниковых газов и климатом существует. Но причина ритмически повторявшихся в четвертичном периоде оледенений и межледниковий заключена в изменении астрономических параметров положения Земли и Солнца относительно друг друга. Это, хорошо установленные ныне циклы Миланковича продолжительностью в 100, 40 и 20 тыс. лет.

Астрономические факторы вызывали наступление ледниковых эпох, и они же "управляли" механизмом их смены на теплые межледниковья или более прохладные межстадиалы. В холодные ледниковые эпохи СО₂ выкачивался из атмосферы абиогенными криогенными процессами и связывался в виде карбонатов, обильно содержащихся в лессах и других рыхлых отложениях, так называемых, перигляциальных зон.

Здесь лишь отметим, что низкое содержание СО₂ в ледниковые эпохи следствие, а не причина холодного климата. Кстати, многие исследователи полагают, что фактор СО₂ выступал лишь как дополнительный в формировании климата ледниковых эпох. Возвращаясь к теме наших дней, нельзя не отметить, что беспрецедентная насыщенность современной атмосферы парниковыми газами не слишком хорошо увязывается с тем, что вытекает из сравнения климата ХХ в. и рассмотренных предшествовавших теплых периодов.

В чем же причина такой вялой работы парниковых газов в индустриальное время? Быть может, их роль в повышении температуры атмосферы вообще преувеличена? Почему в прошлом климатические флуктуации могли не согласовываться с насыщенностью атмосферы "газами-утеплителями"? Несомненно одно: есть другие планетарные факторы, влияющие на климат, причем действующие несогласовано с газовыми.

16.5. Не тормозит ли цивилизация природное потепление климата? Этот крамольный вопрос встает всерьез, когда сравниваются условия рисс-вюрма и современные. Дело в том, что голоценовое межледниковье, во время которого мы живем, нет оснований считать закончившимся. Голоцену свойственны свои внутренние флуктуации климата.

Так, выдающийся российский географ А.В.Шнитников выявил 1850-летний цикл, в течение которого имели место более короткая прохладно-влажная и длинная тепло-сухая фазы. Наличие цикла связано с периодически повторяющимися раз в 1800-1900 лет возмущениями в гидросфере и литосфере, вызываемыми сложением приливообразующих сил Луны и Солнца, когда они оказываются на одной прямой с Землей. Последний раз это явление, именуемое констелляцией, имело место в первой половине ХV века, а перед этим в IV веке до н.э.

Одним из следствий констелляций было усиление вертикального водообмена в Мировом океане, больший вынос холодных вод из глубин к поверхности, усиление атмосферной циркуляции и увлажненности материков, наступление ледников и увеличение ледовитости морей и как следствие всего некоторое похолодание климата. По мере ослабления приливообразующих сил и связанных с ними процессов происходило потепление климата.

В соответствии с этой концепцией, малый ледниковый период с пиком в ХV веке или чуть позже логично сменился новым природным циклом потепления.

Г.Вестбрук (Westbrook, 1998) сообщает о существовании периодов холодного и теплого климата, обусловленными солярными причинами. Так в Англии часть малого ледникового периода - время 1645-1715 гг., включая самую холодную декаду 1690-х гг. с ее ужасными неурожаями, голодом и социальными потрясениями, названа как Минимум Маундера в честь английского астронома Вальтера Маундера. Прямые систематические наблюдения, начатые с 1848 г. директором Цюрихской обсерватории Рудольфом Вольфом и продолженные другими учеными, а также ретроспективный анализ данных с момента изобретения телескопа в 1610 г. показали, что Минимум Маундера характеризовался низкой солнечной активностью. Тогда солнечные пятна в значительной мере исчезли. Поток солнечной радиации ослаб на 0,2%, а ультрафиолетовой части спектра - на 1%.

Хотя не все в этой концепции абсолютно доказано, важно представлять, что изменение режима процессов на Солнце необходимо относить к числу активно влияющих на земной климат в сравнительно короткие отрезки времени. Помимо хорошо известных 11-летних и 22-летних циклов, Г.Вестбрук называет 200-летний цикл, указывая на холодные периоды в Англии в ХIII, ХV, ХVII и ХIХ вв., но при этом оговаривается, что в гляциальной истории Альп последние 1500 лет включают 6 циклов наступания ледников. Продолжительность каждого из них - примерно 250 лет. Всего же насчитывают более 25 разных по продолжительности циклов климата. Следовательно, оценить антропогенный вклад в современное потепление чрезвычайно трудно и еще труднее доказать эффективность каких-либо мер по управлению климатом.

Базируясь на представлениях о развитии потепления под влиянием природных и антропогенных факторов, необходимо поставить вопрос, почему результаты их совместного действия столь скромны в условиях весьма высокого обогащения атмосферы парниковыми газами.

Допустимы два предположения. Первое - это преувеличение парниковых свойств газов-примесей земной атмосферы. И о шагах в направлении снижения ранее сделанных оценок и прогнозов мы упоминали. Второе предположение, дополняющее первое и во многом подтверждающееся разрозненными фактами, заключается в том, что вялая работа обильных парниковых газов связана также с действием антропогенных антипарниковых факторов. И такие факторы известны. Одни из них признаны не существенными, другие не оценены как следует, возможно, из-за чрезмерной сложности задачи.

Повышенное содержание аэрозолей в воздухе и особенно частиц соединений серы, обладающих необычайной летучестью и постоянно присутствующих в аэрозольном слое стратосферы на высотах до 20 км и более, некоторыми учеными считается причиной снижения среднепланетарной температуры на величину, примерно равную антропогенной составляющей современного парникового эффекта.

Известно, что способность Земли отражать коротковолновую солнечную радиацию, т.е. ее альбедо во многом зависит от состояния растительного покрова. Обезлесение и опустынивание - эти макрорегиональные процессы ведут к увеличению альбедо Земли. Однако совершенно невыясненной остается роль изменения содержания водяного пара в атмосфере Земли в связи с хозяйственной деятельностью человека.

Заметим, что и применительно к ледниковым эпохам много пишут о воздействии парниковых газов на климат. При этом упускается из виду, что похолодание климата, начинавшееся, как упоминалось, скорее всего в силу астрономических причин, должно было сопровождаться спонтанным падением содержания водяного пара в атмосфере (чем воздух холоднее, тем меньше в нем может содержаться влаги). Именно этот процесс в первую очередь, а не снижение количества атмосферного СО₂ , мог усиливать охлаждение Земли.

Правда, снижение содержания водяного пара означает и снижение облачности, а облака выступают в качестве главного фактора, увеличивающего альбедо Земли или уменьшающего его, если облачность становится меньше. Однако в условиях ледниковых эпох, когда разрастались горные и материковые ледники, увеличивалась общая площадь сезонного и постоянного распространения снежного покрова, снижалась облесенность и сокращались размеры Мирвого океана - в такой ситуации фактор облачности не мог играть столь большой роли в колебаниях альбедо Земли, как сейчас или в другие межледниковья.

Господствует мнение, что, чем теплее климат, тем больше облачность, которая сдерживает дальнейшее потепление. Но в современных условиях из-за антропогенного уменьшения фитомассы суши примерно на 2/5 и соответствующего ослабления транспирации наземной растительностью глобальный гидрологический цикл нарушен. Получение точных цифр требует учета компенсирующих действий человека, например, создание орошаемых полей, водохранилищ и др. И это особая проблема. Тем не менее, можно предполагать, что из-за обезлесения, а также наличия нефтяной пленки в океане количество влаги в атмосфере несколько снизилось.

Однако из-за повышенной запыленности, с чем связано наличие ядер конденсации, ее облачность остается высокой, а альбедо значительным. Таким образом, антропогенное снижение мощности круговорота воды в природе в условиях высокой запыленности атмосферы должно несколько снижать парниковый эффект атмосферных газообразных веществ.

Итак, можно утверждать: антипарниковые факторы антропогенного происхождения весьма существенны и могут ослаблять происходящее потепление климата. И все же необходимо знать, что произойдет в случае, если официальный прогноз по климату окажется верным.

16.6. Так ли страшен грядущий мезозой? Показательно что, оценки масштабов грядущего потепления климата постоянно снижаются. Это пришлось сделать, вероятно, уже из-за того, что ранее разработанный прогноз о потеплении на 1^ОС к 2000 г., оказался ошибочными. За период почти в полтора века подъем среднепланетарной температуры составил всего 0,3-0,6^ОС. Следовательно, пока потепление еще не достигло масштабов средневекового оптимума голоцена. Видимо, отчасти поэтому последние расчеты грядущего подъема среднепланетарной температуры можно охарактеризовать как скромные. Так, по Дж.Хоутону (Houghton, 1994), через 70 лет на Земле станет теплее в среднем на 1,5^ОС, по сравнению со второй половиной ХIХ века. Заметим: это вполне может случиться и в ходе естественной эволюции климатической системы Земли.

Среди последствий возможного быстрого и значительного потепления главными считаются ускорение подъема уровня океана в ХХI веке примерно в семь раз, аридизация климата в ряде зернопроизводящих районов (в частности, на Великих равнинах США и Канады, на юге Украины, России и севере Казахстана), вытеснение высокогорных и тундровых экоситем в местах, где сдвиг высотных поясов и широтных природных зон будет равен их площади. Биологи опасаются, что большие запасы мертвой органической массы в тундре, лесотундре и северной тайге из-за ускоренного разложения станут мощным неконтролируемым источником эмиссии углекислого газа и особенно метана.

Большая опасность таится в перспективе деградации вечной мерзлоты там, где будут протаивать подземные льды. В жарком поясе может увеличиться тепловой стресс на некоторые сельскохозяйственные культуры и снизиться их урожайность. Могут усилиться атмосферные стихийные бедствия, особенно в приморских районах.

Правда, с наступлением потепления ожидается увеличение увлажнения материков. В частности, по мнению А.Л.Яншина, его начало уже выразилось в подъеме уровня Каспия. Впрочем, по этой проблеме есть и другая технократическая версия. Б.Н.Голубов указал на имеющую место беспрецедентную дестабилизацию недр по периферии Каспия подземными ядерными взрывами, активизацию флюидогеодинамических процессов и связанную с этим разгрузку вод и рассолов из многокилометровой по мощности толщи осадочных пород.

Возможно, что ответственны за поведение величайшего озера оба фактора увеличение поверхностного стока и подземного поступления вод и рассолов. Но если современная трансгрессия Каспийского моря скорее негативное, чем позитивное явление, связанное с потеплением климата, то можно указать на целый спектр событий, привлекательность которых не вызывает сомнений.

Значительное смягчение зим в умеренном и бореальном поясах Северного полушария, начиная с 1980-х гг., благотворно сказалось на энергетике многих стран. Для России, например, наступление слишком суровых зим, подобно той, какая была в 1978-1979 гг., в нынешних сложнейших экономических условиях стало бы тяжелейшим ударом стихии. Правда, неизвестно, сколь велика роль СО₂ в смягчении российских холодов.

Другое позитивное обстоятельство связано с тем, что непреднамеренно удобряя воздух углекислотой, человечество способствует повышению продуктивности большинства как дикорастущих, так и культурных видов растений. На это обстоятельство обращают внимание многие ученые, сомневающиеся во вредоносности увеличения концентрации СО₂ в воздухе. Зато есть более веские основания считать, что газ-утеплитель уже сейчас благодаря приросту концентрации атмосферного СО₂ в последние 250 лет (ХVII в. - 280 частей на млн. и в конце ХХ в. - 365 частей на млн.) повсеместно на суше и в океане стимулирует увеличение фотосинтеза и, следовательно, способствует выращиванию более высоких урожаев. Следовательно уже сегодня люди получают немалую прибавку продукции сельского и лесного хозяйства.

О том, что это весьма вероятно, свидетельствуют не только биофизические и агрономические данные, но и палегеографическая информация. Пики продуктивности биосферы по крайней мере в последние 600 млн. лет совпадали с эпохами обогащения атмосферы, а, следовательно, и океана углекислотой (Будыко и др., 1985). При будущем удвоении прединдустриального содержания атмосферного СО₂ возможен рост урожайности пшеницы в среднем на 25%, а соевых бобов - на 40% (Houghton, 1994).

Чем больше в воздухе СО₂, тем устойчивее к загрязнению растения. И это немаловажно, если вспомнить, какие нагрузки приходятся сегодня на городские парки и скверы.

Очень вероятно, что растет засухоустойчивость многих культур. А связано это опять же с лучшей обеспеченностью растений атмосферным СО₂. Чем выше его концентрация, тем меньше воды транспирирует и, следовательно, тратит растение на создание единицы продукции. Во всяком случае опыты по исследованию этого сравнительно недавно открытого биофизического свойства углекислого газа привели к такому выводу.

В прогнозах, сделанных под эгидой ВМО, удобрительный и антитранспирационный биофизические эффекты СО₂ обсуждаются как второстепенные и малоисследованные. Поэтому предлагается не спешить с выводами. Отмечается, что активизируются сорняки. Конечно, и это серьезно. Существуют и другие опасения в отношении реакции живой и неживой природы на предстоящие изменения газовых и гидротермических параметров окружающей среды.

Однако, помимо опасений, имеются и надежды. Частично они были названы. Но есть и еще. Например, если растительные сообщества действительно в каких-то ситуациях будут выкачивать меньше воды из почвы, чем обычно, то в перспективе увеличение слоя стока по крайней мере в некоторых частях суши. И в бедной водными ресурсами Австралии уже обратили внимание именно на эту возможность.

По крайней мере пока эффекты изменения климата и состава атмосферы не дают повода для пессимизма в нашей стране. А.Л.Яншин один из тех, кто в наиболее радикальной форме вообще не поддерживает мнения о вреде происходящих климатических флуктуаций. Более того, указывая на растущую опасность перенаселения Африки, он, выступая 18 августа 1995 г. на Всемирной конференции Международного Географического Союза в Москве, указал на интереснейшую возможность смягчения этого процесса. Во время главного оптимума голоцена Сахара увлажнялась лучше и на всей ее площади в 6 млн.кв.км простиралась саванна с неолитическими поселениями. Если дальнейшее потепление климата вновь увлажнит величайшую пустыню мира, то у непомерно разрастающегося африканского населения появится колоссальное жизненное пространство, утерянное из-за аридизации климата около 6 тыс. лет назад.

Но вернемся к нашему времени. Изменения, происходящие в последние годы с атмосферой, в частности в пределах России, позволяют высказать предположение относительно еще одной причины происходящего потепления.

16.7. Два лица у проблемы стратосферного озона. В изучении проблемы озонового слоя наука оказалась удивительно недальновидной. Еще с 1975 г. содержание стратосферного озона над Антарктидой в весенние месяцы стало заметно падать. В середине 1980-х годов его концентрация снижалась в те же сроки на 40%. Это была уже озоновая дыра. Ее размеры достигли примерно площади США. В 1996 г. размеры дыры увеличилась в 2,5 раза. А до того одновременно появились еще слабые дыры со снижением концентрации озона в них на 1,5-2,5% вблизи Северного полюса и южнее. Край одной из них зависал даже над Санкт-Петербургом.

Еще в первой половине 1980-х годов были ученые, которые продолжали рисовать радужную перспективу, предвещая убыль стратосферного озона лишь на 1-2% и то чуть ли не через 70-100 лет. Американская химическая монополия "Дюпон де Немур", видимо, в немалой степени стимулировала прогнозы оптимистов. Слава богу, здравый смысл восторжествовал, хотя и с большим опозданием.

В 1985 г. принята Венская конвенция по защите озонного слоя Земли, которая потом дополнялась Монреальским протоколом в 1987 г. и поправками к нему Лондонской (1990 г.) и Копенгагенской (1992 г.) конференций. Ныне производство агрессивных по отношению к озоновой оболочке фреонов запрещено. Однако время пребывания в атмосфере уже попавших туда этих газов оценивается периодом от 60 до 400 лет и поэтому озоновый слой продолжает больше и больше каталитически разрушаться свободным хлором, а также оксидами азота.

В глобальном масштабе, хотя в тропосфере из-за вмешательства