http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=98469871-1393-4c40-955a-058e7e8e96b0&print=1© 2024 Российская академия наук
К атмосфере нельзя применять законы огородных парников
График зависимости средней температуры воздуха в Арктике от циклов солнечной активности.
Источник: предоставлено автором Об авторе: Олег Георгиевич Сорохтин - геолог-геофизик, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий Лабораторией теоретической геодинамики Института океанографии имени П.П.Ширшова РАН.
В настоящее время резко активизировались споры между экологами – сторонниками влияния на климат так называемых парниковых газов антропогенного происхождения, и учеными физического профиля, объясняющими изменения климата чисто природными причинами.
Газы, подобные углекислому (СО2), способные нагреваться инфракрасными лучами, получили название парниковых, хотя это совершенно неверное название. В парнике тепло не потому, что стекло не пропускает инфракрасное излучение и сам парник наполнен парниковыми газами, а потому, что он представляет собой замкнутую систему, перекрытую стеклом от внешнего воздуха. Атмосфера же является полностью открытой системой вплоть до космоса, и поэтому к ней совершенно неприменимы законы огородных парников.
Тем не менее главный аргумент экологов – по-прежнему наблюдаемое в последние годы потепление климата с одновременным накоплением в атмосфере антропогенного углекислого газа. Именно поэтому гипотеза парниковых газов как очевидная сейчас принимается на веру практически без всякой проверки. Эта точка зрения, к сожалению, полностью доминирует в заключениях Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Всемирной метеорологической организации (ВМО). Эта же точка зрения была полностью поддержана решениями Международных экологических конгрессов в Рио-де-Жанейро в 1992 году и в Киото (Япония) в 1997 году.
Согласно прогнозам сторонников этих идей, к 2100 году потепление климата может достигнуть 2,5–5 градусов, а вызванное этим потеплением таяние полярных ледников и связанное с ним повышение уровня океана – 0,6–1 м. Прогнозируются и другие губительные для природы последствия глобального потепления (расширение зоны пустынь, исчезновение вечной мерзлоты, эрозия почв и т.д.).
Другая точка зрения доминирует у ученых физического профиля. Так, разработанная в Институте океанологии РАН физическая теория климата Земли показывает, что температура тропосферы (нижнего слоя земной атмосферы) и земной поверхности зависит не от одного, а от нескольких факторов.
Важно отметить, что разработанная теория является количественной и позволяет рассчитывать влияние на климат каждого из перечисленных факторов по отдельности и их суммарное влияние. При этом оказалось, что доминирующий процесс, управляющий выносом тепла и распределением температуры в тропосфере, – конвекция воздушных масс.
Более того, эта теория позволила определить и проверить по геологическим данным эволюцию земного климата на протяжении прошлых четырех миллиардов лет. Оказалось, что за это время на фоне возрастающей светимости Солнца происходило закономерное похолодание климата от архейской эпохи, с горячим климатом и температурами около +70оС, до наших дней со средней температурой земной поверхности около 15оС. Основным фактором такого похолодания было снижение атмосферного давления с 4–5 атмосфер в архее до 1 атмосферы сегодня. Продлится такое похолодание и в будущем.
При этом рассматриваемая теория однозначно показывает, что накопление в атмосфере углекислого газа никак не приводит к потеплению климата, а при его высоких концентрациях, наоборот, способствует только его похолоданию. Объясняется это тем, что нагретый воздух за счет поглощения инфракрасного излучения расширяется, становится легче и быстро поднимается в верхние слои атмосферы, а на замену ему опускается холодный воздух от стратосферы. В результате приземная температура воздуха практически не меняется или даже становится прохладнее.
В отличие от классического подхода необходимо учитывать, что у планет с плотной атмосферой (давлением больше 0,2 атм) основным механизмом выноса тепла с поверхности является конвективный массоперенос воздуха в тропосфере.
Судя по расчетам, вклад конвективной составляющей в передачу тепла приблизительно равен 66,5%, процессов конденсации влаги – 25%, а парниковых газов – всего 8,5%.
В тропосфере с повышенным содержанием углекислоты должен существенно ускоряться конвективный массообмен атмосферных газов. Не исключено поэтому, что наблюдаемая в последние годы интенсификация синоптических процессов (но не повышение температуры) в тропосфере Земли может быть связана именно с накоплением в ней антропогенного углекислого газа.
Таким образом, на поверку выходит, что общепринятые представления о потеплении земного климата за счет накопления в атмосфере антропогенного СО2 – миф. Реально же накопление углекислого газа при прочих равных условиях может приводить только к похолоданию климата и к некоторому усилению синоптической активности в тропосфере Земли.
Потепление климата за последние годы носит ярко выраженное природное происхождение. Так, например, в 2007 году группа американских ученых под руководством А.Робинсона опубликовала данные по корреляции солнечной активности и колебаний температуры в Арктике с кривой накопления в атмосфере антропогенного углекислого газа. Из этих наблюдений следует, что связь солнечной активности с колебаниями температуры на протяжении 120 лет оказалась достаточно сильной, тогда как с кривой накопления антропогенного углекислого газа такой корреляции практически не выявлено.
Авторы работы практически однозначно показали, что концентрация углекислого газа в земной атмосфере никак не влияет на климат Земли. Более того, учитывая приблизительно 60-летние циклы солнечной активности и то, что последний цикл колебания начался около 1970 года, можно ожидать наступления последующих похолоданий климата – во всяком случае, в течение ближайших 20–30 лет.