Климат Земли. Глобальная проблема

В 1896 году шведский физико-химик лауреат Нобелевской премии С. Аррениус высказал гипотезу, что углекислый газ, попадающий в атмосферу в результате сжигании угля, усилит парниковый эффект и станет причиной масштабного потепления.

А спустя чуть более 60 лет ученые приступили к систематическим замерам концентрации атмосферного диоксида углерода. Было также измерено содержание углекислого газа в ледовых кернах Антарктиды и Гренландии. На основании этих данных исследователи пришли к выводу, что в доиндустриальную эпоху – до 1750 года – количество двуокиси углерода в атмосфере было в 1,4 раза меньше, чем в настоящее время. Если же темпы загрязнения воздушной среды останутся прежними, то к 2100 году концентрация углекислого газа увеличится как минимум еще в 1,5 раза.

А это значит, что глобальное потепление будет постепенно нарастать. Что, согласно оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), приведет к увеличению на планете количества стихийных бедствий: ураганов, наводнений, засух, сокращению летних осадков на 15–20 % в основных сельскохозяйственных районах. Эти явления в сельском хозяйстве могут стать причиной голода примерно 600 миллионов человек.

Увеличение температуры на 1,5–4,5 °C приведет к подъему уровня океана на 40–120 сантиметров, а по некоторым данным – даже до нескольких метров, а также повлияет на некоторые виды растений и животных. Многие представители флоры и фауны просто исчезнут, не успев адаптироваться к быстро меняющимся условиям среды обитания. Ведь такое событие уже случилось в истории Земли 250 миллионов лет назад, когда глобальное потепление погубило около 70 % всего живого на Земле.

Глобальное потепление приведет к увеличению на планете количества стихийных бедствий – ураганов, наводнений, засух

Впрочем, после перечисления всех этих угроз, о которых более подробный разговор шел выше, возникает закономерный вопрос: а действительно ли столь угрожающе меняется климат? Ведь геологические данные свидетельствуют, что в разные периоды истории Земли среднемировая температура варьировала от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас же она равняется около +14 градусам и еще весьма далека от максимума. Кроме того, показано, что за последние 100 лет средняя температура увеличилась всего на 1 °C. Казалось бы, совсем немного. Так чем же обеспокоены ученые, правительства и общественность?

Но прежде чем ответить на этот вопрос, попытаемся выяснить, какие же факторы оказывают влияние на климат. Во-первых, Солнце. Так, неравномерное нагревание земной поверхности является одной из главных причин возникновения ветров и океанических течений. Кроме того, на климат влияют изменение орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров материков и океанов, извержения вулканов.

На климат Земли существенное влияние оказывает и «конвейер Брокера», или «петля Брокера», – глобальный океанический круговорот, описанный в конце 80-х годов XX века американским ученым Уоллесом Брокером. Это мощнейший (примерно в 100 раз превышающий сток Амазонки) поток воды, движущийся по Атлантическому океану с юга на север на глубине около 800 метров. На широте Исландии этот поток поднимается к поверхности (дующие здесь ветры сгоняют поверхностную воду) и очень сильно охлаждается (в зимнее время – с 10° до 2 °C). Именно отдаваемое им тепло и определяет необычайную мягкость зим в северной части Европы.

Охлажденная и, вследствие этого, значительно «потяжелевшая» вода, которая и так характеризовалась повышенной соленостью, а следовательно, и плотностью, опускается вниз почти до самого дна, где начинает свой обратный путь на юг. Это же течение, но теперь уже холодное, пересекает экватор, огибает Африку, поворачивает на восток, где дает ответвление на север в Индийском океане и поднимается к поверхности. А затем, обойдя с юга Австралию и Новую Зеландию, уже в Тихом океане, направляется на север, вплоть до Алеутской гряды, где его остатки поднимаются на поверхность.

Влияние «петли Брокера» на климат Земли довольно значительно. И любые изменения в ее температурном режиме могут отозваться катастрофами глобального характера. А пусковым крючком для климатических изменений может стать таяние ледниковой шубы планеты.

Например, в случае интенсивного таяния ледников Гренландии поступившая в море пресная вода разбавит ту массу соленой воды, которая двигалась с юга. В свою очередь, эта вода, став менее плотной, перестанет «тонуть». И «конвейер Брокера» остановится. Последствия этого явления для Европы выльются в сильнейшее похолодание на много лет. И только тогда, когда Гренландия перестанет таять, конвейер возобновит свою работу.

Так вот, до последнего времени эти факторы в основном и определяли изменения климата. Однако в постиндустриальную эпоху добавился еще один фактор, влияющий на погодные условия на Земле: антропогенный, то есть связанный с хозяйственной деятельностью человека. И этот фактор с каждым годом становится все заметнее и ощутимее. Естественно, его усиливающаяся роль в глобальном потеплении приведет к более быстрому повышению температуры со всеми вытекающими последствиями. Например, активному таянию арктических льдов, повышению уровня Мирового океана, сокращению суши и т. д.

Тают же льды с очень большой скоростью: так, в течение последних 30 лет площадь ледового покрова Арктики сокращалась со скоростью 13 % в десятилетие. Толщина льда также уменьшается. В результате этих процессов общая масса арктического льда в настоящее время составляет лишь 30 % от уровня 1980-х годов. Не исключено, что при дальнейшем активном таянии льдов в атмосферу будут выброшены огромные количества метана и углекислого газа, которые ускорят развитие парникового эффекта, а значит, и более быстрое изменение климата. Кроме того, в результате таяния льдов начнется опреснение океана. Это, в свою очередь, вызовет изменение траектории течения Гольфстрим, что скажется на климате Европы…

И тем не менее, не отрицая влияние современной цивилизации на изменение климата, ученые все-таки не могут сказать, насколько велик вклад человека в наблюдаемое потепление и какие последствия оно может вызывать. Неизвестна также точная взаимосвязь между увеличением концентрации в атмосфере парниковых газов и глобальным повышением температуры. Это позволяет некоторым скептикам из среды ученых считать проблему потепления слегка утрированной.

Этому способствуют и не до конца понятые механизмы, участвующие в формировании климата. Так, остается во многом неясной физика этого феномена. Например, российский геофизик, академик АН СССР и РАН К.Я. Кондратьев считал, что существующие ныне компьютерные модели климата, «якобы согласующиеся с данными наблюдений, представляют собой не более чем подгонку к данным наблюдений». Да и в целом значительная часть климатических гипотез не связывает напрямую увеличение концентрации диоксида углерода в атмосфере с потеплением.

У исследователей также нет единой точки зрения на соотношение позитивных и негативных эффектов в результате изменений климата. Например, некоторые ученые предполагают, что одни факторы могут уменьшить отрицательные последствия глобального потепления: возможно, что рост температур ускорит развитие растений, что позволит им поглощать из атмосферы больше углекислого газа. Другие же специалисты склоняются к тому, что многие негативные последствия потепления недооценены.

Еще одним существенным недостатком климатических компьютерных моделей является отсутствие в них серьезного учета влияния живых организмов на окружающую среду, в том числе и на климат.

Чтобы избежать глобальной катастрофы, связанной с климатическими катаклизмами, международное сообщество уже приняло ряд мер.

Так, в 1992 году в Рио-де-Жанейро прошла конференция, посвященная глобальным изменениям климата, связанным с парниковым эффектом. Ее итогом стала «Конвенция ООН об изменении климата», ратифицированная 50 государствами. Ее цель: «…стабилизировать концентрации парниковых газов в атмосфере на уровне, который предотвратил бы антропогенное вмешательство в климатическую систему». Конвенция вступила в силу в 1993 году.

В декабре 1997 года в японском городе Киото был принят Киотский протокол, который был одобрен 160 странами. Этот документ обязал промышленно развитые страны к 2008–2012 годам сократить выбросы парниковых газов в среднем на 5 % от уровня 1990 года.

Что же касается отдельных стран, то эти обязательства выглядят следующим образом: Евросоюз должен сократить выбросы на 8 %, США – на 7 %, Япония и Канада – на 6 %, страны Восточной Европы и Прибалтики – на 8 %, Россия и Украина – сохранить среднегодовые выбросы в 2008–2012 годах на уровне 1990 года. А Австралия, Исландия и Норвегия, поскольку обладают огромными лесными массивами, поглощающими углекислый газ, могут даже увеличить свои выбросы. Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, обязательств не брали.

Как выяснилось, Киотский протокол, хотя и имел ряд недостатков, тем не менее изменил в лучшую сторону отношение многих стран к проблеме парникового эффекта. Об этом говорит и тот факт, что на 18-й конференции, прошедшей в 2012 году в столице Катара Дохе, делегаты решили продлить Киотский протокол до 2020 года.