Парниковый эффект уже здесь

Парниковый эффект уже здесь

В 1990 г., через два года после показаний Хансена, межправительственная группа экспертов ООН по измерению климата (МГЭИК, IPCC) выпустила в свет документ, получивший название «Первый оценочный доклад». Он состоял более чем из тысячи страниц, где были представлены данные о климатических изменениях. Этот доклад готовили в течение нескольких лет сотни ученых со всего мира, он содержал массу деталей о потенциальных изменениях в температурах и экосистемах, а также описание целого ряда стратегий борьбы с негативными эффектами.

Однако при этом ученые из МГЭИК классифицировали как «абсолютно точные» всего лишь два из сделанных ими выводов. Эти выводы не полагались на сложные модели и не были связаны с конкретными предсказаниями, касающимися изменения климата. Скорее, они основывались на сравнительно простой науке, которая понятна нам уже более 150 лет и которую редко оспаривают даже люди, называющие себя климатическими скептиками[158]. Эти выводы до сих пор остаются самими важными научными заключениями о климатических изменениях.

Первый из них заключался в том, что парниковый эффект действительно существует:

На Земле присутствует естественный парниковый эффект, приводящий к тому, что климат на Земле теплее, чем он мог бы быть{800}.

Парниковый эффект представляет собой процесс, при котором определенные атмосферные газы – в основном водяной пар, диоксид углерода (CO₂), метан и озон – поглощают солнечную энергию, отраженную от поверхности Земли. Ели бы это не происходило, то около 30 % солнечной энергии отражалось бы в космическое пространство в виде инфракрасного излучения{801}, и температура на Земле была бы значительно ниже, чем она есть на самом деле: около 0 °F (или –18 °C) в среднем{802}, то есть примерно такая же, как в теплый день на поверхности Марса{803}.

Если содержание этих газов в атмосфере увеличивается, то все бо?льшая часть энергии Солнца улавливается ими и отражается обратно на поверхность Земли, что приводит к значительному повышению температур. На Венере, обладающей значительно более плотной атмосферой, которая почти полностью состоит из диоксида углерода, средняя температура составляет 460 °C{804}. Отчасти это связано с близостью Венеры к Солнцу, однако в более значительной степени вызывается парниковым эффектом{805}.

Пока что мы не рассматриваем сценарии, при которых в обозримом будущем климат Земли будет напоминать климат Венеры. Однако климат довольно чувствителен к изменениям в составе атмосферы, и человеческая цивилизация может выживать в сравнительно узком диапазоне температур. Самая холодная столица мира – монгольский Улан-Батор, где средние значения температуры составляют около –1 °C (или +30 °F) в течение года{806}; а самым теплым может считаться город Кувейт-Сити, где они достигают значения +27 °C (+81 °F){807}. Температуры могут быть выше или ниже в течение зимы или лета или в районах с разной плотностью заселения{808}, однако в планетарном масштабе эти температурные экстремумы довольно скромны. Например, на Меркурии, где практически нет защитного слоя атмосферы, температуры часто варьируются от –200 до +400 °C в течение одного дня{809}.

Второе заключение МГЭИК содержало элементарное предсказание, основанное на парниковом эффекте:

По мере увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере повышается влияние парникового эффекта и растут глобальные температуры. Выбросы, связанные с деятельностью человека, значительно повышающие концентрацию парниковых газов в атмосфере, – диоксид углерода, метан, фреоны (CFCs) и оксид азота. Увеличение их концентрации в атмосфере усиливает парниковый эффект, приводящий к дополнительному нагреву поверхности Земли. В ответ на глобальное потепление возрастает концентрация основного парникового газа – водяного пара, что приводит к дальнейшему повышению температур.

Этот вывод МГЭИК содержит несколько различных утверждений, каждое из которых заслуживает внимания. Прежде всего, организация заявляет о росте концентрации парниковых газов в атмосфере, в том числе CO₂, в результате человеческой деятельности. Это вопрос простого наблюдения. Многие промышленные процессы, в особенности те, в которых используются ископаемые виды топлива, сопровождаются образованием CO₂ в виде побочного продукта{810}. Поскольку CO₂ остается в атмосфере надолго, его концентрация растет: со времени первого прямого анализа, проведенного в обсерватории Мауна Лоа на Гавайях в 1950 г., содержание CO₂ выросло с 315 до 390 ppm[159] по состоянию на 2011 г.{811}.

Второе заявление – «Увеличение их концентрации в атмосфере усиливает парниковый эффект, приводящий к дополнительному нагреву поверхности Земли» – представляет собой, по сути, другую формулировку первого заключения МГЭИК о реальном существовании парникового эффекта, выраженную, однако, в форме предсказания. Предсказание основано на сравнительно простых химических реакциях, которые были выявлены в лабораторных исследованиях много лет назад. Термин «парниковый эффект» был впервые предложен французским физиком Жозефом Фурье в 1824 г. Считается, что наличие этого эффекта было доказано ирландским физиком Джоном Тиндалем в 1859 г. (в том же году, когда Чарлз Дарвин опубликовал свою работу о происхождении видов){812}.

Третье утверждение – о том, что концентрация водяного пара будет также возрастать вместе с увеличением концентрации газов типа CO₂, тем самым усиливая парниковый эффект, – представляется мне довольно смелым. Именно водяной пар, а не CO₂ вносит основной вклад в парниковый эффект{813}. Если бы происходил рост концентрации только лишь CO₂, то потепление все равно бы наблюдалось, хотя и не столь заметное, как мы видим сейчас, или такое, что ученые предсказывают в будущем.

Однако согласно основному принципу термодинамики, известному как уравнение Клаузиуса – Клайперона, предложенное и доказанное в XIX в., атмосфера способна удерживать больше водяного пара при более теплых температурах. Таким образом, по мере увеличения концентрации CO₂ и других долго живущих парниковых газов, приводящих к нагреву атмосферы, будет увеличиваться и доля водяного пара, вызывая усиление от воздействия CO₂ и стимулируя дальнейшее потепление.