Александр Городницкий - Тайны и мифы науки. В поисках истины

В противовес примитивной гипотезе зависимости климата только от одной причины – концентрации в атмосфере парниковых газов в Институте океанологии имени П.П. Ширшова РАН профессором О.Г. Сорохтиным была разработана физическая теория климата Земли. Она показывает, что температура тропосферы (нижнего слоя земной атмосферы) и самой земной поверхности зависит, по крайней мере, от семи основных факторов: 1) от светимости Солнца, 2) от давления атмосферы, 3) от отражательной способности Земли (ее альбедо), 4) от угла прецессии оси вращения Земли, 5) от теплоемкости воздуха, 6) от влажности и 7) от поглощения парниковыми газами теплового излучения Солнца и Земли. При этом необходимо учитывать отрицательную обратную связь преобразования солнечного излучения облачным покровом планеты, обычно играющим основную роль в формировании ее альбедо (т. е. отражательной способности). Теория, предложенная Сорохтиным, является количественной и позволяет численно рассчитывать как влияние на климат каждого из перечисленных факторов по отдельности, так и их суммарное влияние.

Так с чем же все-таки связаны колебания климатических температур? В первую очередь – с колебаниями солнечной активности. Изменение 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, является конвекция воздушных масс Земли. 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 низкими. Поэтому концентрация парниковых газов в атмосфере (и особенно углекислого газа) практически никак не влияет на климат планеты.

В фильме Альберта Гора есть один эффектный момент: он стоит с указкой в руках перед экраном, на котором представлена кривая подъема температуры в атмосфере, а над ней такой же подъем содержания углерода. «Вот, видите, как с ростом температуры увеличивается содержание СО 2 в атмосфере?»

На самом деле все наоборот. Существуют прямые свидетельства того, что изменения содержания СО 2в атмосфере являются следствием изменения температуры, а не его причиной. Так, при бурении толщи ледникового покрова на станции «Восток» в Антарктиде проводилось одновременное измерение содержания СО 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 O -18и водорода (дейтерия) D +2). При этом оказалось, что наблюдалась весьма сильная прямая корреляция этих параметров за 420 тысяч лет. Расчеты показывают, что изменение температуры современного океана на ±1 оС приводит к изменению парциального давления СО 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 оС (до 276 К). Тогда уменьшение парциального давления СО 2в атмосфере должно было снижаться приблизительно на 52-54 массовых ppm или на 79-82 объемных ppmv. Но именно такого порядка колебания концентрации СО 2и наблюдаются в пузырьках воздуха из кернов Антарктического ледникового покрова на станции Восток (около 80-90 ppmv).

Измерения показали, и это важно отметить, что вначале менялась температура, и только вслед за ней, через 500-600 лет концентрация СО 2. Этот результат практически однозначно говорит о том, что колебания концентрации СО 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, показала, что в 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.

Идея о разогреве земной атмосферы парниковыми газами впервые была высказана в конце XIX столетия известным шведским ученым Сванте Аррениусом ( 1859-1927 ), обнаружившим, что молекулы СО 2способны нагреваться за счет поглощения инфракрасного излучения, идущего, например, от нагретой Солнцем поверхности Земли. Отсюда делался вывод, что чем больше в атмосфере углекислого газа, тем теплее на Земле. Очевидно? Да, но все же это надо было бы проверить. Ведь когда-то казалось очевидным, что именно Солнце вращалось вокруг неподвижной Земли, и даже после Коперника эта идея еще долгие годы доминировала в научном сообществе того времени…

В результате хорошо организованной международной политической кампании ведущие страны мира подписали Киотский протокол, призывающий к сокращению выбросов в атмосферу так называемых «парниковых газов», и, прежде всего, главного из них – углекислого газа. Протокол этот исходит из ошибочного предположения, что эти газы якобы приводят к увеличению парникового эффекта и потеплению климата Земли.

До начала XXI века вообще не было никакой научной теории парникового эффекта и влияния «парниковых газов» на тепловые режимы атмосферы. Кроме того, на сегодня не существует ни одного достоверного доказательства влияния «парниковых газов» на климаты Земли. Поэтому все призывы Киотского протокола основаны только на интуитивных представлениях. Разработанная в Институте океанологии РАН физическая теория климата Земли показывает, что температура тропосферы (нижнего слоя земной атмосферы) и земной поверхности зависит не от одной причины, а по крайней мере от семи факторов: начиная от светимости Солнца и заканчивая поглощением его же излучения. Причем разработанная теория позволяет численно рассчитывать влияние на климат каждого из перечисленных факторов по отдельности и их суммарное влияние.