Александр Городницкий - «У Геркулесовых столбов...». Моя кругосветная жизнь

Так с чем же все-таки связаны колебания климатических температур? Сейчас на этот вопрос можно ответить совершенно определенно – с колебаниями солнечной активности, тогда как вклад изменения угла прецессии Земли (наклона оси ее вращения по отношению к перпендикуляру плоскости обращения Земли вокруг Солнца) определяет только плавный тренд этих колебаний. Остальные факторы либо оставались постоянными, либо были усреднены.

Энергетический анализ созданной физической теории парникового эффекта показал, что доминирующим процессом, управляющим выносом из атмосферы солнечного тепла, а также распределением температуры в тропосфере, полностью является конвекция воздушных масс Земли. Именно поэтому для расчета распределения температуры в планетных тропосферах мы использовали физическую (адиабатическую) теорию установления в них температур. Что же касается прогрева тропосферы парниковыми газами, поглощающими инфракрасное излучение прогретой Солнцем Земли, то этот процесс приводит к расширению данных объемов газа и к быстрому их подъему к стратосфере, а на смену им из стратосферы опускаются к поверхности Земли уже значительно охлажденные массы воздуха. В результате средние температуры воздуха в тропосфере практически не меняются или даже становятся более прохладными. Именно поэтому концентрация парниковых газов в атмосфере (и особенно углекислого газа) практически никак не влияет на климат планеты.

Существуют и прямые свидетельства того, что изменения парциального давления CO 2в атмосфере являются следствием изменения климата, а не его причиной. Так, при бурении толщи ледникового покрова на станции Восток в Антарктиде проводилось одновременное измерение содержания CO 2в пузырьках воздуха этого покрова с изотопными температурами льда, характеризующими средние температуры океанов, испарение воды которых и породило антарктический ледниковый покров (температура испарения океанических вод определялась по изотопным сдвигам кислорода d 18O и водорода (дейтерия)d 2D). При этом оказалось, что наблюдалась весьма сильная прямая корреляция этих параметров на всем изученном интервале освещения истории накопления льда в Антарктиде за 420 тысяч лет. Расчеты показывают, что изменение температуры современного океана на ±1 °С приводит к изменению парциального давления CO 2в атмосфере приблизительно на ±13,5∙10 -6атм. (т. е. на ±13,5 ppm). В периоды же четвертичных оледенений, происходивших за последний миллион лет, снижение средней температуры океана могло достигать 4 °С (до 276 К). Тогда уменьшение парциального давления CO 2в атмосфере должно было снижаться приблизительно на 52–54 массовых ppm или на 79–82 объемных ppmv. Но именно такого порядка колебания концентрации CO 2и наблюдаются в пузырьках воздуха из кернов Антарктического ледникового покрова на станции Восток (около 80–90 ppmv).

Измерения показали, и это очень важно отметить, что вначале менялась температура, и только за ней, через 500–600 лет, концентрация CO 2.Этот результат практически однозначно говорит о том, что колебания концентрации CO 2в атмосфере являются следствием изменений климата, а не его причиной. Кстати, время 500–600 лет как раз соответствует полному перемешиванию верхнего, деятельного слоя Мирового океана, в котором и заключена основная масса углекислого газа (в океане содержится углекислого газа приблизительно в 90 раз больше, чем в атмосфере). Построенная и согласованная с данными бурения Антарктического ледникового покрова усредненная теоретическая картина изменения земного климата за последние 400 тысяч лет, с добавлением прогноза на следующие 120 тысяч лет, показывает, что на этом интервале времени значительные изменения климатических температур связаны с периодическими колебаниями угла прецессии Земли, происходящими под влиянием ее приливных взаимодействий с Луной и Солнцем, а также с образующимися на северных материках ледниковыми покровами. Как следует из этого расчета, в будущем нас ждет только значительное похолодание климата, но к нему надо готовиться уже сейчас. Кроме того, последняя фаза потепления ХХ века, начавшаяся около 70-х годов, была связана с восходящей фазой шестидесятилетней солнечной активности, тогда как в XXI веке уже началась ее нисходящая фаза активности, могущая приводить только к дополнительному похолоданию климата (во всяком случае, на ближайшие тридцать лет).

Кстати сказать, резкие похолодания климата в Европе происходили неоднократно. Такой «малый ледниковый период», например, был в начале XVII века. Посмотрите на картины «малых голландцев» или Питера Брейгеля Старшего. Судя по свидетельствам современников, тогда покрылись льдом Босфор и Дарданеллы, товары в Венецию возили по льду. Похолодание это имело важные исторические следствия. Так, например, в Голландии шла революция против испанского владычества, и испанская пехота почти задавила повстанцев. Но грянули морозы, и теплолюбивые испанцы побежали из Фландрии, как немцы в 1941 году из-под Москвы. А на Руси было еще интересней. По данным Британского адмиралтейства (а Британское адмиралтейство еще в XVII веке вменяло в обязанность своим послам во всех странах измерять и аккуратно записывать температуру в местах пребывания), в 1601 году Москва-река замерзла на Яблочный Спас (19 августа). В следующие два года – то же самое. По всей Русской земле пошел неурожай, голод, мор, в результате которого пало правительство Бориса Годунова и началось Смутное время.

Теперь о влиянии антропогенного выброса углекислого газа в атмосферу на климат Земли. По разным оценкам, в настоящее время за счет сжигания природного топлива в атмосферу поступает около 5–7 млрд тонн углекислого газа, или 1,4–1,9 млрд тонн чистого углерода. Это колоссальное количество поступающего в атмосферу углерода влияет не только на состав ее газовой смеси и снижение показателя адиабаты, но и несколько увеличивает общее давление атмосферы. Оба эти фактора действуют в противоположных направлениях, в результате средняя температура земной поверхности почти не меняется. Практически не изменится она, даже если концентрация углекислого газа увеличится вдвое, что ожидается к 2100 году. Из приведенных оценок следует важный практический вывод, что даже значительные выбросы техногенного углекислого газа в земную атмосферу фактически не меняют осредненные показатели ее теплового режима и парникового эффекта. Вместе с тем увеличение концентрации этого газа в земной атмосфере, безусловно, является полезным фактором, существенно (пропорционально) повышающим продуктивность сельского хозяйства и способствующим более эффективному восстановлению растительной массы в районах сведения лесов.