Антропогенний вплив на клімат
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.
Из изложенного следует, что прогноз естественных изменений климата в рамках его современного стационарного состояния мало перспективен. Выделенные циклы не обладают устойчивостью во времени, тренды слабы. В целом за последние 7000 лет со времени климатического оптимума голоцена преобладает тенденция к похолоданию. Некоторое похолодание характерно и для последних 30 лет. Но характер его и причины (естественные или антропогенные) остаются неясными. Сейчас можно оценить лишь возможную амплитуду и вероятность климатических аномалий, исходя из обработки рядов данных о прошлых состояниях климатической системы, и ее реакцию на возможные природные изменения.
Более определен прогноз последствий антропогенных воздействий на климат, в частности последствий увеличения содержания в атмосфере двуокиси углерода. За последние 120 лет содержание СО2 в атмосфере увеличилось от 290 до 340 частей на миллион, т. е. оно возросло на 17%, в среднем на 0,14% в год. За последние десятилетия этот рост составил уже 0,36% в год. Такой рост количества двуокиси углерода представляет собой следствие нарастания интенсивности сжигания топлива, которое удваивается примерно каждые 20 лет. В настоящее время человечество выбрасывает в атмосферу ежегодно около 10 млрд. т углерода, в том числе две трети его образуется за счет сжигания топлива и одна треть в результате сельскохозяйственного производства. Это составляет около трех частей СО2 на миллион в год. Однако около 70% углерода уходит в океаны и биосферу и только 30% остается в атмосфере.
Предполагая различные модели нарастания потребления угля, нефти, газа и дров, многие ученые, начиная с М. И. Будыко в СССР, сделали прогноз об удвоении количества СО2 в атмосфере уже к середине следующего, XXI столетия и соответствующем потеплении климата за счет парникового эффекта примерно на 2,5°С. Это потепление накладывается на упомянутый выше слабый естественный тренд к похолоданию, чем, по-видимому, объясняется отсутствие потепления до настоящего времени (рис. 8). Как мы уже упоминали, такое потепление, да еще усиленное в полярных странах, повело бы к многим серьезным последствиям — таянию ледников, повышению уровня океана, к изменению условий земледелия, большему увлажнению севера, усилению засух в полосе степей и полупустынь, смещению примерно на 400 км на север природных зон.
Однако, во-первых, фактически сейчас отсутствует нарастающее потепление и в последние десятилетия даже улучшаются условия существования ледников. Причина такого хода событий не обязательно заключается в естественном тренде.
Во-вторых, вовсе не обязательно предполагать увеличивающееся нарастание концентрации СО2 в атмосфере. Ведь потребляемое органическое топливо не беспредельно. При линейном же нарастании СО2 в атмосфере современными темпами его удвоение будет достигнуто лишь через 250 лет, т. е. только в XXIII в., когда ввиду ограниченности обычных видов топлива ведущей станет, по-видимому, атомная энергетика. К этому следует добавить, что экстраполяция современных темпов нарастания двуокиси углерода крайне затруднительна из-за возможных изменений углеродного цикла — обмена СО2 атмосферы с океаном и биосферой.
Зато очень быстро нарастает выброс в атмосферу малых газовых примесей, в особенности отходов холодильной промышленности — фреонов. После объявленного в 1974 г. сокращения их выброса, такой выброс практически не изменился. По данным Ассоциации химической промышленности США, выброс CF2CI2 за 1974—1980 гг. снизился на четверть — с 400 до 300 тыс. т в год. Однако, по наблюдениям, он, наоборот, возрос на ту же четверть, превысив 500 тыс. т в год. Следовательно, приведенные выше данные занижены более чем на 40%. До настоящего времени глобальный прирост концентрации фреонов в атмосфере сохраняется на уровне 5% в год, что с учетом сложных процентов приводит к их удвоению за 12 лет.
Растет выброс и других газов — метана, азота и др. Объединенный эффект малых примесей этих газов может сводить на нет парниковый эффект двуокиси углерода. Поступающие в атмосферу газы в результате сложных цепочек реакций влияют на содержание озона. Первоначальная тревога о разрушении этого слоя, в частности, за счет реакций с окислами азота от авиации и спутников не подтвердилась измерениями. Некоторое снижение озона в стратосфере компенсируется его ростом в верхней тропосфере.
Большое значение имеет содержание в атмосфере пыли и аэрозолей. Оно неоднородно в пространстве, а густая сеть наблюдений за ним отсутствует. Существует оценка глобального уменьшения прозрачности на 0,2% в год. Это соизмеримо с нарастанием двуокиси углерода на 0,3% в год. Аэрозоли, в особенности сернокислые, чрезвычайно вредны для окружающей среды. Климатический же их эффект в настоящее время, согласно экспериментам на моделях климата, состоит в снижении средней планетарной температуры воздуха.
Наконец, промышленность в настоящее время выделяет в атмосферу более 3•1014 МДж тепла, в среднем по Северному полушарию 0,1 Вт/м2. Это менее 1 % кинетической энергии атмосферы и 0,01 % энергии, поступающей в атмосферу от Солнца. Ожидаемое нарастание энергетики в 4 раза к 2025 г. все равно не представляется существенным в глобальном масштабе. Однако в некоторых индустриальных районах концентрация тепловой энергии промышленности возрастает в сотни раз, что, наряду со снижением альбедо, уже приводит к появлению теплых ореолов над городами и целыми промышленными районами, где положительные аномалии температуры составляют несколько градусов.
Эффекты воздействия человека на подстилающую поверхность могут быть не менее существенны, чем на саму атмосферу. Изменение типа поверхности может менять величины испарения и прямой теплоотдачи в атмосферу. Замена лесов культурными плантациями приведет к снижению испарения и росту прямой теплоотдачи. Снизится шероховатость поверхности, что повлияет на циркуляцию атмосферы.
Для развития сельского хозяйства развивающихся стран при росте там голодающего населения потребуется сведение в ближайшие 20 лет 12—15 млн. км2 тропических лесов, т. е. больше половины их площади. Особенно заметным окажется сведение тропических лесов бассейна Амазонки — одной из энергоактивных зон суши. Уменьшение теплоотдачи в атмосферу и одновременный рост альбедо приведут к заметному в глобальном масштабе охлаждению. Уже осуществленное за историю человечества сведение лесов охладило поверхность нашей планеты почти на 1°С.
Противоположный эффект будет иметь орошение пустынь. Потенциально, по почвенным условиям оно возможно на площади почти 5 млн. км2. Орошение вызовет увеличение теплоотдачи и потепление атмосферы за счет резкого роста испарения и уменьшения альбедо. Усиление восходящих конвективных токов будет способствовать выпадению осадков.
Обратный процесс развивается при опустынивании. Экстенсивное хозяйство, вытаптывание скотом в сахельском поясе Африки на севере саванн привели к росту альбедо, выхолаживанию, усилению нисходящих потоков воздуха и к смещению на юг, в глубь саванн от края пустыни сезонных осадков. Таким образом, процесс оказался неустойчивым, что и обусловило уже известную сахельскую катастрофу.
Перечисленные эффекты воздействия человека на климат не могут быть просто суммированы. Они зависят друг от друга. Прогноз может быть сделан только в модельных экспериментах. Однако в современных моделях, ограниченных возможностями
ЭВМ, пока нельзя учесть все эффекты одновременно. Гораздо более определенны климатические последствия современной войны.