Саммит в Копенгагене: переплата за перегрев

Морозная погода, внезапно установившаяся в Северном полушарии с середины декабря прошлого года, резко «охладила» споры вокруг проблемы глобального потепления . Мировые СМИ даже на какое-то время словно забыли о скандалах и разоблачениях осени, достигших своего апогея к 7 декабря, когда в Копенгагене начала работу «Конференция по предотвращению глобального потепления и изменения климата» (2009 United Nations Climate Change Conference). Она была посвящена выработке нового документа по ограничению вредных выбросов, заменяющего Киотский протокол, срок действия которого истекает в 2012 году. В работе конференции приняли участие 30 тыс. человек, из них более 60 глав государств и правительств, в том числе и президенты РФ и США .

Копенгагенской конференции предшествовала конференция ООН по изменению климата в Индонезии (2007 The United Nations Climate Change Conference). Специально для нее межправительственная группа экспертов по изменению климата (Intergovernmental panel on climate change, IPCC) подготовила оценочный доклад под названием «Изменение климата 2007» (Climate Change 2007), или AR4 (Fourth Assessment Report), в котором указывала на существование глобального потепления, вызванного деятельностью человека, в первую очередь выбросами в атмосферу углекислого газа.

Несмотря на столь солидную подготовку, конференция в Копенгагене закончилась провалом, и соглашения о продлении ограничительных мер на выбросы углекислого газа в атмосферу не были подписаны. Главное противодействие пролонгации Киотского протокола оказали активно развивающиеся страны: Китай , Индия , Бразилия — для них предлагаемые меры оборачивались чересчур жесткими ограничениями на рост экономики, — а также нефтедобывающие компании США.

Причины их противодействия имели, несомненно, экономический характер, однако перед копенгагенской встречей активность проявили и научные противники гипотезы антропогенного влияния на климат. Заметим, что российская наука, устами президента РАН Юрия Сергеевича Осипова, еще в 2005 году заявила, что убедительных доказательств такого влияния нет.

Обоснованные сомнения вызывает даже утверждение о том, что мы являемся свидетелями глобального потепления. Так, заведующий отделом озонного мониторинга ЦАО РосгидрометаГригорий Михайлович Крученицкий неоднократно говорил, что наблюдательная сеть, где измеряется температура на поверхности Земли, состоит из 10 951 станции, очень неравномерно расположенных. Даже если считать их достаточными для покрытия территории в пять градусов по широте и десять градусов по долготе, то всё равно имеющиеся станции покроют только 47% поверхности Земли. Очевидно, что в прошлом этот показатель был еще меньше. Сказанное, по мнению Крученицкого, не даёт возможности надёжно обнаруживать долговременные изменения глобальных значений температуры на уровне 0,4 К за столетие.

Пока более или менее достоверные данные о климатических изменениях получены только в отношении Северного полушария. Тенденции, выявленные в Южном полушарии, не так однозначны. Например, для Новой Зеландии достоверно установлено похолодание с 1900-го по 1935 год и потепление с 1935-го по 1971 год. В Северном полушарии в эти периоды имели место противоположные тенденции. Так что сегодня более корректно говорить о резко возросшей в последние годы контрастности погодных и климатических процессов.

Ярким подтверждением такой контрастности является климатический феномен Эль-Ниньо , то есть квазипериодичное повышение температуры воды на несколько градусов в экваториальной части на востоке Тихого океана . Разогрев этот продолжается несколько месяцев, но потом сменяется резким и сильным (несколько градусов ниже нормы) охлаждением воды на обширной территории (эпизод Ла-Нинья). Показательна в этом плане и зима 2000–2001 годов, когда на фоне необычайно теплой погоды в Северном Ледовитом океане на сопряженной территории Сибири и Дальнего Востока свирепствовали 50-градусные морозы. Стихийным бедствием на юге России в начале января 2002 года обернулось резкое (практически за несколько часов) падение температуры до –30°С в Крыму и в Краснодарском крае , которое буквально через сутки вновь сменилось резким потеплением.

Примечательно, что одновременно с ростом приземной температуры на первые градусы фиксируется выхолаживание стратосферы на десятки градусов. Можно ли называть такой процесс глобальным потеплением?

Если факт глобального потепления в наше время подвергается сомнению, то возникает вопрос, возможно ли оно в принципе? Историческая геология дает на этот вопрос однозначный и утвердительный ответ. Тепловой режим планеты на протяжении миллиардов лет неоднократно и кардинальным образом менялся. Глобальные похолодания (оледенения) сменялись глобальными же потеплениями. Менялся и химический состав атмосферы, также неоднократно и также кардинально.

Изменения климата происходили и на памяти человека, что убедительно показано в работах академика Андрея Сергеевича Монина (1921–2007). Так, теплый климат в Северной Атлантике на рубеже первого и второго тысячелетий нашей эры позволил скандинавским мореплавателям, викингам, совершать дальние морские походы, открыть и заселить острова Гренландию и Исландию . Поселения европейцев-скотоводов существовали в Гренландии до XIV века. Последующее похолодание — малый ледниковый период — заставило колонистов уйти. Из-за резкого продвижения на юг плавающих льдов в Атлантике снизились возможности для мореплавания. На картинах голландских живописцев XVI–XVII веков мы видим замерзшие каналы и конькобежцев на них. В конце ХIХ века наступило потепление, которое стало очевидным в 1920–30-е годы и выразилось в уменьшении льда в полярных морях, повсеместном отступлении ледников и потеплении морской воды. В конце 40-х вновь наступило похолодание. В середине 50-х стало очевидным наступление десятков ледников в горах США. Похолодание продолжалось до конца 70-х годов, после чего началось новое потепление, причины которого и являются предметом современных бурных дискуссий.

Итак, исторические данные показывают, что климатические изменения в последнюю тысячу лет носили циклический характер, в то время как эмиссия парниковых газов в результате деятельности человека неуклонно повышалась. Это обстоятельство позволяет сделать вывод об определяющей роли природных процессов в изменении климата планеты и в современную эпоху.

Что же является причиной наблюдаемых климатических флуктуаций, которые, как показано выше, не совсем корректно называют «глобальным потеплением»? Мы полагаем, что вышеописанную контрастность в распределении энергетических потоков на поверхности планеты можно объяснить синхронными процессами разрушения озонового слоя , которые фиксируются инструментально.

Озоновый слой, то есть область стратосферы с повышенной концентрацией молекул озона, способен поглощать не только солнечный ультрафиолет, но и собственно тепловое (инфракрасное) излучение. За счет этого поглощения происходит разогрев стратосферы от примерно –60 °C в нижнем слое (11–25 км) до 0 °C в стратопаузе (50–55 км).

Естественно, что при разрушении озонового слоя избыточное солнечное излучение будет достигать и нагревать земную поверхность, нижние слои атмосферы и поверхность океана, а стратосфера над озоновой аномалией будет выхолаживаться. Озоновый слой активно поглощает инфракрасное излучение с длиной волны около 957 нм (1 нм = 10^–9 м), а именно вблизи этого значения лежит и максимум собственного теплового излучения Земли. То есть озоновый слой в нормальном состоянии не дает земному теплу уходить в космическое пространство.

При разрушении озонового слоя в дневное время, когда светит солнце, через озоновые дыры к поверхности Земли приходит избыточное тепло, а ночью через те же дыры Земля интенсивно теряет это тепло. Образно говоря, озоновый слой играет роль не экрана, а одеяла, которое укутывает Землю и, с одной стороны, защищает ее от перегрева, когда светит солнце, а с другой — задерживает земное тепло, когда его нет. Если толщина озонового «одеяла» будет изменяться, а тем более в нем появятся дыры, это неизбежно приведет к аномальным изменениям энергетических потоков. Сказанное и определяет климатическую роль озонового слоя.

Очень важно, что озоновый слой, нагревая стратосферу, блокирует конвективный вынос тепла из тропосферы, чем и создает «парниковый» эффект в нижней атмосфере, так как играет роль, похожую на роль прозрачной крыши в теплице. Сейчас принято называть парниковым эффектом способность некоторых атмосферных газов (в том числе и озона) поглощать инфракрасное излучение. Строго говоря, название этого феномена неудачное, поскольку тепло в парнике удерживается кровлей и стенками, прерывающими конвективный обмен воздухом с окружающей средой. В атмосфере за перенос тепла отвечает совсем другой механизм, а именно — электромагнитное излучение.

Наиболее вероятной причиной разрушения озонового слоя, наблюдающегося в последние годы, является усиление глубинной водородно-метановой дегазации. Выбросы этих восстановительных озоноразрушающих газов достигают стратосферных высот, где проходит «водородный» цикл разложения озона. Он прерывается образованием воды, которая, замерзая, превращается в лед и образует под озоновыми аномалиями полярные стратосферные облака. Обладая высокой отражательной способностью, они при массовом развитии могут существенным образом повысить альбедо планеты, что в совокупности с резким усилением конвективного выноса тепла из тропосферы в стратосферу может вызвать глобальное похолодание, вплоть до оледенения. Скорее всего, и современные контрастные климатические аномалии, которые получили название «глобального потепления», завершатся реальным глобальным похолоданием.

Обратим внимание на конкретные погодные аномалии зимних месяцев 2009–2010 года и посмотрим, что в это время происходило с атмосферным озоном. Осенью 2009 года на европейской части России озоновый слой был сильно разрушен, соответственно погода была аномально теплой. 3 декабря был установлен температурный рекорд для московского региона +8 С°.

Снег выпал только 7 декабря (в день открытия Копенгагенской встречи), причем неожиданно. В Москве обильный снегопад вызвал транспортный коллапс и резкую критику в адрес метеорологов за их неумение предсказывать резкие перемены погоды хотя бы за несколько часов. В первых числах января небывалые морозы и снегопады пришли в Европу . В некоторых районах Англии температура опустилась до –18 °С. Остановились из-за снега поезда в туннеле под Ла-Маншем. Барак Обама, вернувшийся из Копенгагена, с огромным трудом добрался из аэропорта домой из-за снежных заносов. Морозы и снегопады со дня открытия Копенгагенской конференции охватили все Северное полушарие, точнее его средние широты. Они добрались до Флориды , Индии, Китая, Японии …

Причина холодов — аномалии общего содержания озона (ОСО). Оно восстановилось, а во многих местах и превысило норму. Как результат — задержка солнечного излучения в стратосфере, выхолаживание тропосферы, конденсация (кристаллизация) влаги и рост давления. Массы холодного сухого воздуха сформировали малоподвижные антициклоны. Повышение ОСО, возможно, было вызвано геомагнитными бурями . Но вопрос этот требует изучения.

На этом фоне в Северном полушарии в зимний сезон в высоких широтах наблюдались устойчивые отрицательные аномалии, вызванные выбросами глубинного водорода. Здесь появлялись «пятна» аномального тепла. Большая их часть пришлась на периферию Ледовитого океана. Теплые аномалии отмечены в Канаде , на севере Норвегии , на Таймыре и Чукотке , в Магадане.

Особого внимания требуют стыки воздушных масс с контрастными значениями ОСО. Здесь, на контакте положительных и отрицательных аномалий, могут развиваться катастрофические явления — именно такова причина ливневых дождей, наводнений, оползней в Албании , на Синае , в Израиле , Египте (начало января). А небывалые снегопады на восточном побережье США в начале февраля на несколько дней парализовали жизнь практически повсеместно от Вашингтона до Нью-Йорка . Высота снежного покрова в американской столице достигла рекордного за последние 110 лет уровня в 139,4 см. Почти немедленно за ним последовал затяжной снегопад в Москве, начавшийся 19 февраля. Снега тут выпало значительно меньше, но на рекорд все равно хватило.

Пространственная корреляция с аномалиями ОСО очевидна: кольцо положительных аномалий в средних широтах, и там аномальный холод; в центре над полярной областью — дефицит озона, и там — аномальное тепло. Такая структура поля ОСО в общих чертах держалась всю зиму. Она определила парадоксальные температурные рекорды:

«Перевернутое» распределение температуры прослеживается по двум рекордам с разными знаками, которые отмечались 19 января на одном меридиане, но в разных широтах. Так, на острове Диксон установлен рекорд тепла (–1,1 °С), а в Барнауле обновлен рекорд холода (–41,6 °С). Интересно, что и там, и там отклонения температуры от нормы превышали 20 К. На острове Диксон средняя суточная температура составила –2,4 °С и соответствовала климатической норме Краснодара. А в Барнауле этот же показатель составил –38,6 °С и соответствовал климатической норме Якутска.

Попытки IPCC обвинить углекислый газ в глобальных пароксизмах погоды и климата выглядят совершенно неубедительно. По оценке выдающегося отечественного климатолога академика Кирилла Яковлевича Кондратьева (1920–2006), который сам много лет занимался разработкой математических моделей, учитывающих роль парниковых газов, расхождение в оценках глобальных потоков углерода у различных авторов достигает 100%. Факт, который говорит о невозможности на современном уровне знания достоверно рассчитать глобальную динамику СО2 и, следовательно, указать объективные причины для принятия решений, аналогичных Киотскому протоколу. Тот же вывод касается и других парниковых газов: СН4 и N2О.

Не стоит забывать и о том, что углекислый газ необходим для фотосинтеза, так что его можно назвать общепланетарным кормильцем. Современное его содержание 0,03% рекордно низкое, что крайне неблагоприятно для развития жизни на планете, о чем еще в 1934 году писал Владимир Иванович Вернадский (1863–1945):

Потенциальная сила живого вещества — извлекать и перерабатывать углекислоту в нужные для жизни вещества — значительно превышает реальную возможность претворения, существующую в биосфере .

К примеру, в конце меловой эпохи, то есть 70 млн лет назад, содержание СО2 в атмосфере было на порядок выше и составляло 0,5%. Возможно, что именно этот фактор — аномально высокое содержание в атмосфере углекислого газа в меловую эпоху — явился причиной другой аномалии, биологической: колоссальных размеров динозавров. Дело в том, что бикарбонаты, образующиеся при растворении СО2 в водных средах организма, и сам он, играют ключевую роль в осуществлении клеточного дыхания, которое может быть даже заблокировано при их дефиците. Это обстоятельство, вероятно, определяет также высокую эффективность при лечении широкого круга заболеваний парадоксальных дыхательных методик, приводящих к накоплению СО2 в организме.

Можно предположить, что современное содержание углекислоты — это аномалия, угнетающая биосферу. Со временем содержание СО2 неизбежно повысится, и это окажется благоприятным фактором для развития биосферы. И сейчас человечество должно проявлять беспокойство по поводу не избытка, а недостатка СО2 в атмосфере.