Глобальное потепление

   3.3.1. Аэрозоли

   Аэрозоли  — это мелкие частицы пыли, которые  находятся во взвешенном состоянии в атмосфере. Они образуются главным образом в результате химических реакций между газообразными загрязнителями воздуха, поднятого на высоту песка или брызг морской воды, лесных пожаров, сельскохозяйственной и промышленной деятельности, а также автомобильных выхлопов. Аэрозоли образуют мутный слой в тропосфере, самом низком слое до высоты 10 км в атмосфере. Они могут также образоваться высоко в атмосфере после вулканического извержения и даже в стратосфере на высоте порядка 20 км. В безоблачные дни небо становится из-за них не таким абсолютно синим, а скорее беловатым (особенно в направлении Солнца). Лучше всего аэрозоли видны при восходе и заходе солнца, когда путь лучей в атмосфере до поверхности Земли больше. Аэрозоли являются высокоэффективными рассеивателями солнечного света, поскольку их величина составляет, как правило, несколько десятых долей микрона. Некоторые аэрозоли (такие, как сажа) поглощают также свет. Чем больше они поглощают, тем больше нагревается тропосфера и тем меньше солнечной радиации может достигнуть поверхности Земли. В результате этого аэрозоли могут понизить температуру приземного слоя атмосферы. Большие количества аэрозолей могут привести, таким образом, к охлаждению климата, которое компенсирует в определенной степени эффект потепления в результате увеличения объема парниковых газов.

   Кроме того, аэрозоли обладают дополнительным косвенным эффектом охлаждения благодаря  своей способности усиливать  облачный покров. Продолжительность  нахождения частиц пыли в атмосфере  гораздо короче продолжительности существования парниковых газов, поскольку они могут исчезнуть в результате осадков в течение недели. Последствия воздействия аэрозолей также гораздо более локальны по сравнению с широко распространенным воздействием парниковых газов. 

   3.2.2. Изменения в землепользовании

   В связи с ростом мирового населения  многократно возросла нагрузка на культивируемые участки суши. Интенсивное земледелие, выпас скота и истощение запасов  подводных вод из-за их использования  для ирригации привели к деградации почвы в нескольких районах. Альмерия (юг Испании) является одним из многочисленных примеров, когда земле угрожает опасность опустынивания. Изменения в землепользовании негативно воздействуют на климатические параметры региона, такие, как температура и влажность, которые, в свою очередь, оказывают воздействие на региональный и глобальный климат. Со времени промышленной революции зеленые леса на всем земном шаре, в настоящее время находящиеся в основном в зоне тропических дождей, были вытеснены товарными и прочими культурами. Люди также изменяют окружающую среду в результате выращивания скота, которое повышает спрос на воду. Помимо выпаса скота на естественных пастбищах, люди существенно изменили частоту, интенсивность и объем выпаса в результате одомашнивания скота. Фактически, усилиям по сдерживанию опустынивания в сахельских регионах и в других местах мешают чрезмерный выпас скота и рубка деревьев для получения дров. 

   3.2.3. Урбанизация

   Урбанизация способствовала изменению климата. В начале нынешнего столетия жители городов составляли почти половину мирового населения. Согласно оценкам, город с населением в 1 млн человек производит ежедневно 25 000 тонн двуокиси углерода и 300 000 тонн сточных вод. Концентрация деятельности и выбросы являются достаточными для того, чтобы изменить местную атмосферную циркуляцию вокруг городов. Эти изменения являются столь значительными, что могут изменить циркуляцию на уровне региона, а это, в свою очередь, сказывается на глобальной циркуляции. Если подобное воздействие будет продолжаться, то ощутимым станет долгосрочное воздействие на климат. 

   3.3. Влияние человека на климат

   Выброс  парниковых газов в атмосферу  – лишь один из ряда факторов, оказывающих  влияние на климат. Наряду с этим в природе происходят процессы противоположного направления. Например, атмосферный углерод активно поглощается зелеными растениями в процессе фотосинтеза, он растворяется в воде, откуда часть его уходит из глобального оборота, превращаясь в химически малоактивные соединения (костные образования морских организмов). Известны и другие пути связывания углекислого и прочих парниковых газов. Построить же точную количественную модель их циркуляции до сих пор не удается. В силу того что полного понимания механизмов реализации углеродного цикла (как, впрочем, и других газов) пока нет, нет и гарантий, что наблюдаемое увеличение концентрации того или иного газа в случае снижения его выброса прекратится.

   Изменения климата (в ту или иную сторону) происходили  и раньше, когда деятельность человека никак не могла на них повлиять. Никто не отрицает данных исследований, согласно которым происходившие в истории Земли глобальные потепления сопровождались увеличением содержания СО2 в атмосфере. Однако, например, по мнению крупнейшего российского геофизика О. Сорохтина, при обосновании связи между концентрацией парниковых газов и потеплением перепутаны причина и следствие. Известно, что растворимость углекислоты (как и большинства газов) в воде понижается с повышением температуры. Следовательно, всякое потепление должно заставлять мировой океан высвобождать столько СО2, что все антропогенные выбросы оказываются в пределах ошибки измерения. Кроме того, как мы упоминали выше, глобальное потепление сопровождается оттаиванием больших участков вечной мерзлоты, что приведет к выделению в атмосферу огромного количества метана (второго по значимости парникового газа). Более того, О. Сорохтиным было доказано, что "чем интенсивнее происходит поглощение теплового излучения в тропосфере, тем ниже становится ее средняя приземная температура". С ним согласен и член-корреспондент РАН А. Капица, который утверждает, что "даже значительные выбросы техногенного углекислого газа в земную атмосферу практически не меняют тепловой режим Земли и не создают парникового эффекта. Напротив, нам следует ожидать небольшого, на доли градуса, похолодания".

   С этой точки зрения меры по сокращению выбросов, в первую очередь принятие Киотского протокола, не дадут каких-либо результатов. Сходные соображения  высказывают и западные ученые. Так, бывший президент американской Национальной академии наук Ф. Зейтц предложил научному сообществу подписать специальную петицию, призывающую правительства США и других стран не подписывать Киотский протокол об ограничении выбросов парниковых газов. До настоящего времени данная точка зрения не поддерживалась ни политиками, ни большинством ученых. 

   ГЛАВА 4. СЦЕНАРИИ БУДУЩИХ  ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА

   Чтобы оценить возможные последствия  дальнейшего роста концентрации парниковых газов, исследователи проводят модельные расчеты, проигрывая в них различные сценарии изменения климата в будущем. Эти сценарии не являются прогнозами. Они нужны прежде всего для того, чтобы уяснить последствия того или иного способа наших действий и поэтому работают по принципу «если–то»: «Если концентрация CO2 увеличится на X, то это приведет к потеплению на Y градусов».

   Сценарии  не предсказывают объем выбросов CO2 в будущем, но они помогают нам  понять ее возможные последствия. Если мировое сообщество решит принять  меры по смягчению воздействий на изменение климата и стабилизирует концентрацию CO2, то пессимистичные сценарии не осуществятся — не потому что «предсказания были неправильными», а потому что тревожные сигналы были вовремя услышаны.

   Кроме того, в сценариях, как правило, учитывается  только антропогенное воздействие на климат, в то время как в действительности на него накладываются и естественные факторы, вызывающие колебания климата. Так, в рамках конкретного сценария можно просчитать, что определенный  уровень антропогенных выбросов приведет к дальнейшему росту глобальной средней температуры на 1°C к 2050 г. Однако в действительности температура в 2050 г., вероятнее всего, будет отличаться от этой величины, даже если и сами расчеты, и прогнозы эмиссии были верны: из-за воздействия природных факторов климат окажется теплее или холоднее, чем предполагалось. Впрочем, как модельные расчеты, так данные истории климата указывают на то, что упомянутые естественные колебания климата за пятидесятилетний период, весьма вероятно, будут составлять лишь несколько десятых долей градуса. Возможны и чрезвычайные обстоятельства: например, большое извержение вулкана или столкновение с метеоритом может свести на нет предполагаемое потепление и даже вызвать похолодание климата относительно нынешнего уровня. Стихийные силы природы были и останутся в известной мере непредсказуемыми. Но это обстоятельство не должно препятствовать осмыслению последствий, которые будут иметь наши собственные действия.

   Для расчета климатических сценариев  нам прежде всего требуются сценарии выбросов, то есть, предположительные оценки будещей динамики антропогенной эмиссии углекислого газа, других парниковых газов и аэрозолей. Между 1996 и 2000 гг. группа экономистов составила целый набор, состоящий из 40 таких сценариев, и подробно описала его в Специальном докладе о сценариях выбросов (СДСВ).[9] Сценарии СДСВ покрывают весь спектр экономически достоверных вариантов развития ситуации в будущем. В самом пессимистичном варианте к 2100 г. выбросы CO2 возрастут в четыре раза; по оптимистичным оценкам в дальнейшем нас ожидает умеренный рост эмиссии, за которым последует ее постепенное снижение до долей нынешней величины. Сценарии составлены без учета возможных специальных мер по смягчению воздействий на изменение климата (возможные стратегии таких действий мы обсудим в пятой главе).

   Согласно  этим сценариям, концентрация CO2 к 2100 г. возрастет до 540–970 ppm (то есть от  90% до 250% по отношению к доиндустриальным 280 ppm), при условии что доля выбросов, поглощаемая  океанами и биосферой, останется без изменений. Если же учесть, что изменение климата способно повлиять и на способность океанов и биосферы к поглощению углерода (т. н. положительная обратная связь между климатом и углеродным циклом), то диапазон возможных изменений увеличится до 490–1260 ppm. Итак, мы видим, что сценарии СДСВ покрывают очень широкий спектр возможных вариантов развития. Суммарное антропогенное радиационное воздействие (с учетом всех парниковых газов и аэрозолей) к 2100 г. в этих сценариях варьирует в диапазоне от 4 до 9 Вт/м2 — несмотря на очень большие расхождения в предположительных оценках выбросов минимальная и максимальная оценки антропогенного воздействия различаются лишь  немногим более чем в два раза.

   Чтобы рассчитать все возможные последствия  этих сценариев применительно к  глобальной средней температуре, при  работе над последним Отчетом  МГЭИК были задействованы климатические  модели, охватывавшие почти весь диапазон неопределенности чувствительности климата. Результатом этих расчетов было потепление на  1,1–6,4°C за период с 1990 по 2100 гг (рис. 2.6), причем знаки после запятой в данном случае не следует воспринимать слишком серьезно. Иначе говоря: если не будут приняты меры по смягчению воздействий на изменение климата, то антропогенное потепление к 2100 году может составить от приблизительно 2°C до 7°C и более по сравнению с доиндустриальной величиной.

   Даже  при очень оптимистичных оценках  как будущей динамики выбросов, так  и чувствительности климата грядущее потепление будет как минимум в три раза  сильнее, чем то, что имело место в XX в. Наш климат достигнет таких температур, которых на Земле, вероятно, не было по крайней мере в течение последних 100 000 лет. В самом же пессимистичном случае средняя температура  Земли поднимется с примерно 15°C до 20 и более °C — такое потепление было бы уникальным за многие миллионы лет.

   Может ли случиться что-нибудь еще худшее? Насколько можно судить при нашем  уровне знаний, это не очень вероятно, но, к сожалению, не исключено. Новые исследования свидетельствуют об угрозе более интенсивного высвобождения CO2 из биосферы, которое может быть вызвано потеплением. Из-за этого концентрация диоксида углерода возрастет еще больше, вследствие чего станет возможным потепление на  7 или 8°C. А может ли случиться так, что потепление составит меньше 2°C? Пока что ничто не свидетельствует в пользу того, что природа почему-либо сможет поглощать еще большую часть наших выбросов, чем это было до сих пор. Зато все свидетельствует против того, что чувствительность климата может оказаться  менее 2°C. Едва ли следует надеяться и на необычно сильное снижение солнечной активности или охлаждающее действие вулканических процессов. Удержится ли потепление климата в приемлемых границах, зависит, в конечном счете, только от нас. 
 

   Глава 5. ПОСЛЕДСТВИЯ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

   Последствия изменения климата могут носить катастрофический характер. Повышение уровня Мирового океана на 0,5–1,0 м в результате интенсивного таяния полярных льдов вызовет затопление прибрежных густонаселенных районов. Ожидается увеличение числа и интенсивности экстремальных климатических явлений. Изменится режим выпадения атмосферных осадков, увеличится число аномально жарких и влажных лет, чаще и с большей интенсивностью будут возникать ураганы, бури, цунами, наводнения и засухи. Прогнозируемые скорости потепления в десятки раз превысят естественные скорости роста температуры, что не соответствует адаптационным возможностям многих видов живых организмов, и приведет к разрушению части экосистем. Вышеназванные тенденции достаточно ярко проявляют себя уже сегодня. Последние два десятилетия отличаются 16 самыми теплыми годами за период с 1866 г. (начало систематических наблюдений). Увеличивается ущерб, наносимый стихийными бедствиями и исчисляемый миллиардами долларов. Так, в 1998 г. ущерб от стихийных бедствий превысил величину аналогичного ущерба за все 1980-е годы.

   Продовольствие. Наиболее серьезные негативные последствия МГЭИК связывает с угрозой обеспечения продовольственной безопасности. Изменения климата приведут к снижению потенциальной урожайности в большинстве тропических и субтропических регионов. При увеличении средней глобальной температуры на несколько градусов, будет наблюдаться снижение урожайности в средних широтах, что не смогут компенсировать изменения в высоких широтах. В первую очередь пострадают засушливые земли. Увеличение концентрации CO2 потенциально может быть позитивным фактором, но скорее всего будет иметь больше вторичных негативных эффектов, особенно там, где сельское хозяйство ведется экстенсивными методами.