Материалы портала «Научная Россия»

Глобальное потепление и глобальное похолодание

Глобальное потепление и глобальное похолодание
10 марта 2015 г. состоялось заседание Президиума РАН, где академик Нигматулин, директор Института Океанологии РАН, сделал научное сообщение «Климат и Океан», а затем развернулась дискуссия круга наиболее компетентных специалистов в этой области.

Одна из самых основных тем обсуждения на встречах глав ведущих государств мира — проблема планетарного климата. «Глобальное потепление является наиболее серьезной экологической угрозой XXI столетия, и только принимая меры уже сейчас, мы можем быть уверены, что грядущие поколения не столкнутся с этой угрозой», — заявили в начале XXI века 49 лауреатов Нобелевской премии. С тех пор мрачная тень катастрофы, именуемой «глобальным потеплением» все более вторгается в общественное сознание народов мира.

 

Предлагаем вниманию читателей отчет о состоявшемся 10 марта с.г. заседании Президиума Российской академии наук, где академик Роберт Искандерович Нигматулин, директор Института Океанологии им. П. П. Ширшова РАН, сделал научное сообщение «Климат и Океан», а затем развернулась дискуссия круга наиболее компетентных специалистов в этой области.

(Хронология высказываний в дискуссии изменена в интересах последовательного изложения смысловой канвы).

Основной механизм глобального потепления

Академик Р.И. Нигматулин. Сразу сделаю оговорку: климат — это не погода. Погода это то, что будет завтра, послезавтра, и сейчас специалисты достигли больших успехов в прогнозе погоды на неделю. А климат — это то, что будет в масштабах лет. На планете имеют место гигантские перепады температур, но при осреднении можно констатировать: с 1975-го года средняя температура выросла на полградуса. Полградуса — это, вообще-то говоря, немало: если температура вашего тела 36,6, и вы в порядке, но если она выше на полградуса — вы больной. Это одна из драм потепления — термодинамически ничтожные изменения могут оказать существенное влияние на живые системы, в частности, вирусы и бактерии. Плюс к этому растет уровень океана на 3 мм в год, площадь арктического льда сократилась в два раза в летние месяцы. Существуют прогнозы — что уровень ледяного арктического покрова и дальше будет падать, а уровень океана расти.

Основная концепция потепления состоит в том, что углекислый газ способствует повышению температуры, но очень слабому, однако оно приводит к повышению содержания влаги в атмосфере. На нашей планете, как мы понимаем, влаги очень много — поверхность Земли на 72% покрыта океаном, и водяной пар интенсивно испаряется. Этот водяной пар, усиленный углекислым газом, и является парниковым газом, именно он увеличивает повышение температуры, которое мы наблюдаем. Кроме того, на этот процесс накладываются различные иные природные циклы и обстоятельства, о которых я скажу далее.

В краткой схеме энергетический баланс, который формирует климат, чем-то напоминает механизм парника на даче. Коротковолновая световая энергия проходит через стеклянное покрытие парника и воздух, поглощается грунтом, переизлучается обратно вверх в виде длинноволнового излучения, которое поглощается воздухом и стеклом, тем самым нагревая его внутреннее пространство. Примерно такой же парниковый эффект происходит и в нашей атмосфере. Радиационный поток солнечной энергии (т.е. коротковолновое излучение), проходя через атмосферу, поглощается в малой степени. Затем часть потока зеркально отражается, а часть поглощается верхним слоем твердой или жидкой поверхностью Земли и переизлучается поверхностью планеты обратно вверх в сторону космоса. Однако значительная часть этого длинноволнового излучения поглощается парниковыми газами в атмосфере, главными из которых являются водяной пар, углекислый газ, метан и др.

Поэтому эффект глобального потепления исследователями связывается с ростом концентрации углекислого газа, который в свою очередь происходит вследствие антропогенной деятельности — действующих промышленных предприятий, выхлопных выбросов автотранспорта и т.д. С другой стороны, сократилась площадь лесов, которые своим хлорофиллом перерабатывают углекислый газ.

Таковы общепринятые сегодня взгляды, однако, сразу поделюсь сомнениями. Нагрев воздуха происходит двумя механизмами — во-первых, за счет непосредственного поглощения радиации, и, во-вторых, за счет передачи тепла снизу вверх вследствие турбулентной теплопроводности. Так вот, мне представляется, что роль непосредственного радиационного нагрева более завышена в существующих моделях, чем передача тепла, и это одно из моих сомнений, хотя я полностью утверждать этого не могу. Но если это так, то тогда роль парниковых газов завышена, потому что на теплопроводность парниковые газы, которые составляют всего сотые доли процента — никакой роли не оказывают.

Да, следует подтвердить: содержание углекислого газа в атмосфере за время нашей с вами жизни выросло гигантским скачком, который никогда не наблюдался за последние семьсот тысяч лет. И действительно: там, где содержание углекислого газа больше — теплее, а где его меньше — холоднее. Углекислый газ естественным образом выделяется природными системами — порядка 100 млрд.тонн в год — и, соответственно, этот же его объем обратно перерабатывается в виде углерода зеленой массой, поглощается океаном и в этом обороте случаются дисбалансы, обусловленные природными системами. Сегодня же, нельзя не признать, дисбаланс вследствие антропогенного фактора многократно превышает естественные, установившиеся в природе нормы — и это, конечно, драматично.

О роли океана в формировании планетарного климата

Академик Р.И. Нигматулин. Я буду говорить «океан и климат», хотя подавляющая часть населения России живет далеко от океана, мы континентальные люди, но даже Москва ощущает влияние океана.

Посмотрим на это влияние на примере течения Гольфстрим: теплый воздух идет на Европу, изотермы января меняют свой широтный характер и в полярной Исландии зима такая же, как в южной Европе. Такова конвекция тепла вследствие поверхностного натяжения. И в Москве мы тоже ощущаем влияние течения Гольфстрим — я проработал двадцать лет в Уфе и в Тюмени, т.е. на той же широте, что Москва, но там зима совершенно другая, поскольку там Гольфстрим никакого влияния не оказывает. Что уж говорить про зиму в Норвегии, в Швеции, в Финляндии: в южных частях этих стран зима теплее, чем на Украине.

Член-корреспондент И.И. Мохов. Роль океанов — Атлантического, Тихого, Арктического — в большой степени в устойчивости течений, с ними связаны существенные годовые и межсезонные аномалии климата. Мы живем в мире климатических осцилляторов (осциллятор — система, совершающая колебания, показатели которой периодически повторяются во времени): меняется их амплитуда, период и взаимодействие. Климатические осцилляторы взаимодействуют и никакой доминирующей причинно-следственной связи просто нет — это переменчивая сложная система. Аномалии, которые мы отмечаем на территории нашей страны, связаны с суммарным эффектом от этих осцилляторов на фоне, разумеется, общего тренда антропогенного изменения.

Межгодовая и междекадная изменчивость связана с атлантическими и тихоокеанскими колебаниями. Наводнение на Амуре 2013 года произошло, когда были достигнуты абсолютно рекордные температуры в западной части Тихого океана за весь период наблюдения, десятилетнее тихоокеанское колебание было в наибольшей фазе. Если же проанализируем взаимосвязь разных океанов, то столетний анализ показывает: Тихий океан — «господин», а северная Атлантика — «раб», т.е. Тихий океан подчиняет ее себе. Вместе с тем, если сделать более детальный анализ, то видно, что в последние годы налицо уменьшение этого влияния. С мультидекадной осцилляцией связано замедление потепления, о котором так много говорят, и даже видно ожидаемое локальное похолодание, так что мы уже прошли максимум этого колебания.

Академик Р.И. Нигматулин. Надо сказать о тепловом балансе. Масса океана в триста раз больше чем масса воздуха, а его теплоемкость, соответственно, больше в тысячу раз, кроме того, океан — основной держатель углекислого газа, в нем растворено углекислого газа в пятьдесят раз больше, чем в атмосфере, поэтому если океан что-то дохнул, что-то изменил, то для него это ничто, он, образно говоря, отдал свою «копейку», но эта копейка для бедняка, которым является атмосфера, такое воздействие может оказаться существенным. Поэтому в формировании климата океан, конечно, оказывается решающим.

Но и ряд других механизмов также влияют на формирование климата. Есть несколько систем измерения средних температур за последние сто пятьдесят лет и данные таковы: есть периоды потепления, есть периоды стабилизации и периоды похолодания. И последний период — идет похолодание. Концепцию наложения на эти процессы антропогенной деятельности активно разрабатывает академик Георгий Сергеевич Голицын и член-корреспондент Игорь Иванович Мохов, т.е. ту концепцию механизма потепления, когда потепление происходит через усиливающее влияние углекислого газа на водяной пар.

На мой взгляд, здесь необходимо учитывать и массу других обстоятельств. Механизм потепления осложняется, в частности, углеводородным циклом в океане. Цикл углерода в океане является определяющим, зеленая масса океана примерно 50% содержит хлорофилла планеты, который перерабатывает углекислый газ — в дополнение к 50% зеленой массой на суше — и интенсивность этой переработки еще не определена в численных показателях.

Далее, накладывается очень сильное обстоятельство — двухфазность атмосферы. А именно, помимо роста содержания водяного пара, способствующему потеплению, должна расти и облачность, которая способствует отражению части солнечной радиации, а значит и охлаждению атмосферы. С потеплением должна расти и кинетическая энергия атмосферы, что должно способствовать интенсификации теплоотдачи от теплых нижних слоев атмосферы в верхние холодные, а значит  охлаждению климата. И эти два механизма являются, на мой взгляд, механизмами, компенсирующими действие антропогенного фактора, связанного с увеличением углекислого газа.

Таким образом, влага играет двойственную роль — с одной стороны, водяной пар поглощает энергию, но капли, наоборот, способствуют появлению облачности и т.о. затеняют нашу поверхность. Как только пришло облако — становится прохладнее, атмосфера обладает очень малой инерцией. Облачность над территорией существенно сокращает радиационную энергию, которая приходит к нам от Солнца. Облако словно одеяло или снежный покров отражает это излучение. Т.о. облачность является чрезвычайно важным фактором.

О механизме образования капельной влаги в атмосфере. За счет ветрового воздействия с поверхности океана срывается огромное количество капель. Вспомните знаменитую картину японского художника Хокусая «Волна»: с уголков волн уносится огромное количество влаги и далее она турбулентным переносом возносится вверх. На картине большая волна, но даже с любых волн уносится огромное количество влаги.

Этот механизм тоже является климатообразующим фактором, он вносит вклад в отражение и рассеивание поступающей радиации от солнца. Унос водяной влаги за счет обдува воздухом паровой фазы в океане, срыв капель, осаждение капель, пузырьковый унос, когда пузырек поднимается вверх, тонкая пленочка лопается и микрокапли за счет турбулентных пульсаций уносятся в атмосферу — это мощный механизм переноса воды в атмосферу и, в том числе, основной механизм переноса солей в атмосферу.

Еще один механизм влияния на климат заключается в астрономических соотношениях нашей Солнечной системы. Планеты, в основном Юпитер и Венера, находясь то на одном, то на другом расстоянии от Земли, возмущают ее орбиту. При определенном расположении Юпитер, подтягивая Землю к себе, то чуть подтягивает ее к Солнцу, то чуть отдаляет относительно основной эллиптической орбиты. Аналогично Венера всегда чуть подтягивает Землю к Солнцу, но с разной интенсивностью. Возмущая расстояние до Солнца, эти планеты возмущают примерно на 1% и радиационную энергию, попадающую на Землю. Эти возмущения имеют 12-летний период, но еще большие возмущения происходят с 60-летним периодом, который, кстати, не совпадает с так называемыми планетным резонансом с периодом 83 года.

Далее, как вы знаете, Земля крутится вокруг Солнца, но орбита не круговая, а чуть-чуть эллиптическая, в одном из фокусов находится Солнце, соответственно, расстояние от Земли до Солнца в перигее меньше, чем в апогее на 5 млн километров, т.е. мы имеем дело с колебаниями в 3,5%. А это значит, что излучение в перигее и в апогее различается примерно на 7%. В январе мы ближе на 3,5% и соответствующее полушарие получает больше тепла, чем в июле. Поэтому зима в северном полушарии в среднем теплее, а лето прохладнее, чем в южном полушарии. По оценкам средняя температура воздуха на поверхности Земли каждые полгода должна колебаться на  3-5 градусов. А на самом деле она колеблется всего на 0,2%.

Наконец, о движении воды. В океане теплое поверхностное течение в конце концов охлаждается, вода становится тяжелее и она тонет, продолжает двигаться в виде подводных течений — в океане тоже есть реки! Влияет еще и концентрация соли: температура и соль дают основную силу, которая заставляет воду течь — горизонтальные скорости порядка десятка сантиметров в секунду. Это — если говорить о масштабе в десятки тысяч километров. Но в меньших масштабах — порядка сотен километров — существуют еще и другие течения, которые носят вихревой характер, при этом вертикальная скорость на три порядка меньше чем горизонтальные скорости.

Есть вихри, которые определяются несколькими километрами (в прошлом году такие вихри были обнаружены в Черном море доктором физ.-мат.н. А.Г. Зацепиным в нашем Институте). Есть и еще меньшие вихри — вплоть до обычной изотропной турбулентности. Климат на нашей планете в большой степени отражает перемещение энергии, поэтому мы и указываем как на важный фактор на перемещение кинетической энергии океана — оно является чрезвычайно сложным, многогранным, многомасштабным.

Надо учитывать и еще целый ряд механизмов. Это, конечно, горизонтальный перенос: из теплых краев на Север теплые потоки переносят энергию. Чем больше скорость течения воздуха над поверхностью, которая излучает энергию, тем более интенсивен теплообмен. Т.е. движение воздуха и воды способствует климатическим изменениям. Важно разобраться с горизонтальным переносом тепла, радиации, влаги, диффузии вверх, чтобы рассмотреть роль того или иного механизма, связь с теплопроводностью вглубь океана — все это существенно, можно и нужно проверять разные модели. Ну и вариации солнечной активности, на мой взгляд, не до конца изучены, хотя, вроде бы, от этой активности колебания ничтожны, но, тем не менее, спектры могут быть существенными.

А вот рост метана не оказывает климатического воздействия. Метан является очень активным парниковым газом, но концентрация метана последние 15 лет не растет, несмотря на то, что его выделения растут с индустриальной деятельностью и животноводством, видимо, это связано с тем, что, в отличие от углекислого газа, метан разлагается под действием радиации. Замечу тут насчет фантазий по поводу бермудского треугольника: события с судами, действительно, происходят, но связаны они с какими-то внезапными выбросами газа из глубин океана, образуется пена и корабли тонут — вот причина такого рода катастрофических явлений. Это интересный вопрос, но в теме климата не первостепенный. Наконец, есть точка зрения, что на изменения климата сильно повлиял разлив нефти в Мексиканском заливе — но, на мой взгляд, зависимости здесь нет.

Региональный характер климата

Академик Р.И. Нигматулин. Как ведет себя региональный климат: в Северном полушарии имеет место потепление — порядка 0,8 градусов. В Европе, где больше всего кричат о потеплении, потепление ничтожное. Над Гольфстримом, наоборот, средняя температура выросла существенно — на 1-2 градуса. В среднем по России потепление больше, чем в Европе. Москва находится в смысле климата в страшно неустойчивой полосе.

Академик Н.Л.Добрецов. «Пятнистость» изменения климата была очень сильной во все времена. Все последние 50 лет льды в Арктике сокращаются, но в Антарктиде они растут! Но и в самой Арктике процессы неравномерны — все теплеет, кроме некоторых островов и Гренландии — там увеличивается и количество льдов, и средняя температура, причем, так продолжается, по крайней мере, сто тысяч лет. Это аномалия Арктики — там есть существенное изменение течений, которые влияют на этот климат. Климат это не только температура, не менее важна влажность и пылевые бури. В истории Земли гигантские пылевые бури уничтожали огромные территории — причем, и в холодные эпохи, и в теплые. Сегодня ледники в Китае не тают, они испаряются, а вслед за этим пересыхают реки, наступают пески.

Член-корреспондент И.И. Мохов. Если мы посмотрим статистику Росгидромета, то за последние двадцать лет количество экстремальных гидрогеологических событий в России почти утроилось — это очень важный показатель. Россия лежит в средних субполярных широтах и при изменении климата здесь существенно сказывается и температурный режим, и циркуляции, потепление больше всего увеличивается в полярных широтах, уменьшается перепад экватор-полюс, меняется скорость ветра и эффективность заноса влаги на континент. Соответственно, у нас уменьшается изолированность арктических и южных широт и увеличивается вероятность прорыва арктического воздуха и южного воздуха. При глобальном потеплении, экстремальные зимы не только не исключаются, а, наоборот, очень вероятны, потому что проявляется это в зимних блокирующих антициклонах зимой над континентами, т.е. в экстремальных морозах, а летом это проявляется в засухах.

Что в первую очередь нужно знать о потеплении

Член-корреспондент И.И. Мохов. О сравнении климата в северном и южном полушарии. Конечно, в южном полушарии есть существенные различия и один из вызовов таких различий — наиболее ярким климатическим изменением последних десятилетий является уменьшение площади морских льдов в Арктике. Это открывает перспективы для северного морского пути, но в это же время мы отмечаем рост площади морских льдов в Антарктике и это один из вызовов современной климатологии. Есть разные обоснования, в том числе это связано с естественной изменчивостью.

Академик Р.И. Нигматулин. Каждый год мы совершаем две экспедиции на 60-й градус и видим: расход Гольфстрима то растет, то падает, никакого тренда нет. Как вы помните, были угрозы, что Гольфстрим остановится из-за того, что ледник стаивает, вода с него стекает и тормозит Гольфстрим, был даже один вице-премьер, который сказал, что Гольфстрим остановится через десять-пятнадцать лет, и будет страшно холодно. Нет, Гольфстрим не такое течение, которое можно подобным образом остановить.

Десять тысяч лет тому назад, когда люди были, но, разумеется, никакого антропогенного фактора не было, углекислого газа, соответственно, было гораздо меньше, однако уровень океана, тем не менее, рос со скоростью 10 миллиметров в год, а сейчас 3 миллиметра в год и это подтверждает, что надо учитывать массу самых различных механизмов. Антропогенный фактор — лишь один из факторов в климатической системе.

Академик Н.Л. Добрецов. За последние миллионы лет за счет таяния льда или нарастания льда уровень мирового океана менялся не на полтора метра, а на 150 метров — и это существенно меняло всю климатическую систему. Атмосфера изменчива, океан тоже изменчив, но наименее изменчив лед, он наиболее медленно тает. А именно объем льда определяет уровень океана, который, в свою очередь, очень сильно влияет на всю климатическую систему. В последние годы есть успехи в реконструкции палеоклимата в последние тысячи, десятки тысяч и миллионы лет. Самая длинная запись, действительно, во льдах Антарктиды и Гренландии, но запись в десять раз длиннее — в осадках Байкала.

О математических моделях

Академик А.С. Саркисян. Есть гигантская информация, которая предложена человечеству, и дают ее три тысячи приборов во всем мировом океане. Это программа «Арго» — приборы опускаются на глубину 2 км., по пути выполняют измерения, потом дрейфуют на этой глубине, потом поднимаются и опять по пути выполняют измерения и передают эту информацию на спутник. Программу оплачивают только США, Россия не в состоянии платить. Кроме того, действует дрифтерная программа — в ней порядка 1300 дрифтеров. Обе программы дают колоссальный объем информации — и математики обязаны его обработать. И все равно, надо признать — мы мало знаем океан.

Очень тяжелый объект для моделирования — Северный ледовитый океан: там не только разрешение, но и высокое разрешение не помогает, а тайну торошения льда вообще математически описать довольно сложно. При продолжительности интегрирования модели расходятся. Группа из нескольких российских институтов РАН поставила перед собой цель провести обработку информации с моделированием взаимодействия в атмосфере и в океане с учетом всевозможных трансформаций. Надеемся, это поможет несколько удлинить прогноз погоды. В России есть только одна модель высокого разрешения всего мирового океана, выполненная членом-корреспондентом Рашидом Ахмедзиевичем Ибраевым, подсчеты ведутся только на суперкомпьютере «Ломоносов» в МГУ, а за рубежом таких моделей десятки.

Академик Р.И. Нигматулин. Математические модели — один из сильнейших инструментариев изучения климата, это система дифференциальных уравнений, которые решаются конечно-разностными методами. Если мы рассматриваем океан, то разностная сетка — порядка пятидесяти или сотни километров. Уже разработана модель океана, где разностная сетка определяется в 4-5 километров и это очень интересно. Но нужно понимать: факторы, которые влияют на климат, на теплоотдачу, имеют масштабы вихрей около 20 – 30 километров и даже меньше. Поэтому для их математического описания и учета необходимы более детальные разностные сетки. Это же относится к размерам сетки по вертикали.

Но, увы, в ближайшее десятилетие не будет такого суперкомпьютера, чтобы столь детально исследовать, поэтому приходится обходиться достаточно крупными сетками. А подводные течения в океане, существенные для переноса влаги, воды и тепла, имеют масштабы всего с десяток километров и, однако, определяют все эти переносы на тысячи километров. Поэтому для математиков выделение быстрых и медленных переменных является очень актуальным. Ведь счет продолжается десяток минут, а хотим мы предсказать на десятилетие, следовательно, такой счет обладает массой дефектов, аккумуляцией ошибок, поэтому разработка новой математики, в которой бы выделялись по предложению академика Н.Н. Боголюбова отдельные уравнения для быстрых и медленных переменных, расчленение этих уравнений — является чрезвычайно актуальной проблемой.

Кстати, вы знаете, что прогноз погоды более, чем на неделю вперед, сделать невозможно в принципе, потому что задача решения погодных проблем является очень чувствительной к исходным данным и малейшие их изменения через неделю приводят к развалу всех решений. Все, кто занимались турбулентностью, знают: как только начинаются крупномасштабная турбулентность, она чрезвычайно капризна и неизотропна. Эта неколмогоровская турбулентность, вообще говоря, даже не турбулентность, это уже гидродинамика — во всем глобальном масштабе ее описать почти невозможно. Капризность есть проблема для математического моделирования. Образно говоря, Природа или Создатель сделали так, что вы никогда эти детали, которые на самом деле очень существенны, не сможете точно рассчитать — только в среднем для ориентира. Вся гидродинамика океана — это огромный диапазон масштабов.

Академик А.С.Саркисян. Прогноз погоды на время, большее недели, становится ненадежным потому, что атмосферные процессы происходят быстро, и за две недели атмосфера как бы «забывает» то, что было. Какие бы вы начальные данные в математических моделях не вложили в модель атмосферы, через две недели атмосфера все это «забывает». Длительность памяти приходит только с океана. Вот почему, когда мы говорим о глобальном потеплении или о глобальном похолодании, и вообще о любых медленных изменениях — то имеем в виду, что это происходит только благодаря взаимодействию атмосферы и океана.

Климат и биология океана

Д.б.н. М.В. Флинт. В ракурсе потепления нас интересует вопрос и о влиянии климатических явлений на океаническую биоту, на продуктивность морских экосистем. Однозначно в Арктике теплый период — 40%-е сокращение морского льда и увеличение продолжительности безледного периода. Есть данные о том, что этот период заканчивается, но то, что он был — это факт. Климат влияет на океанские экосистемы, прежде всего, через температуру, через ветровое воздействие, через циркуляцию и вертикальное перемешивание (чрезвычайно важное для биологической продукции), через увеличение безледного периода и масштабов льда в высоких широтах, и, наконец, через инсталляцию, потому что облачность иногда играет ключевую роль в формировании биопродукции океана.

Скажу о положительных аспектах в Баренцевом море и в Беринговом море вследствие потепления климата: происходит кардинальное увеличение биологической продукции — на треть, т.е. почти на миллион тонн продукции. Отрицательное воздействие на экосистемы оказывает неожиданная пульсация климата. Берингово море, особенно в его восточной части — одно из самых продуктивных мест мирового океана, которое американской рыбной промышленности дает 40% улова. И вдруг Берингово море зацвело водорослями, животные увидели кокколитофорид, которого вообще в Беринговом море никогда не было — американская рыбная промышленность в этом регионе была обескровлена на два года.

Есть известная проблема — нерукотворное вселение животных вследствие климатических изменений в несвойственные для них районы. Существенное изменение климата в северной части океана в 1976 году привело к тому, что в течение двух лет минтай стал доминирующим видом в Беринговом море — 4,5-5 млн т. стал давать минтай сразу после этой арктической инвазии, а до этого мы Берингово море знали только как селедочное.

Недавние наши работы в Карском море показали, что даже небольшие продолжительные климатические изменения 2007-2012 года привели к инвазии очень опасных животных в сибирскую Арктику. Мы нашли там небольшого краба, а все крабы — очень жесткие хищники, краб может большие беды наделать в Карском море, попав в слабую неустойчивую арктическую экосистему. Такие удивительные вещи никто и никогда не мог предсказать. У климатологов есть хотя бы представление о циклах, и они могут пытаться реконструировать изменение климата по аналогии с эпохами прошлого. У биологов таких циклов нет, есть ограниченные районы мирового океана, где мы можем дешифровать климат в масштабах не более десяти лет.

Мы пытаемся сделать в Арктике детальное сравнительное исследование блоков холодных и теплых лет и уже обнаружили интересную вещь. Еще пять лет назад у многих про то потепление, которое в Арктике развивается, было ощущение, что это надолго и даже некоторые американские компании строили специальные суда, чтобы ловить там рыбу. Так вот, экосистемные сравнения между блоком холодных и теплых лет показывает, что как бы не потеплела сибирская Арктика, никакого биологического роста там не будет — там работают совершенно другие причины и как бы не грелась вода, как бы не открывалась дорога туда другим инвазийным видам, ничего с Арктикой в этом смысле не случится.

Академик В.В. Зверев. 95 % всей биологической массы океана — микроорганизмы. Они обязательно участвуют в процессе изменения климата — но как? Мы не всегда может это предсказать. По крайней мере, ясно, что 50% атмосферного кислорода на планете дают микроорганизмы из мирового океана. Сейчас сформировано понятие «вирио-планктон», потому что основная масса вирусов находится в мировом океане. Это огромная масса, в мировом океане 1030 вирусов — если учесть, что средний размер вируса 100 нанометров, и если мысленно их расположить друг за другом, цепочка растянется приблизительно на 60 галактик — такое огромное количество вирусов живет в мировом океане. А мы, ученые, знаем не более 5-7% всех существующих в мире вирусов.

Вирусы поражают абсолютно все живое и пока нам не известны положительные примеры действия вирусов на организмы — человека, животных, растений. В мировом океане даже обнаружен интересный для науки феномен — вирусы вирусов: т.е. вирусы сами по себе паразиты, но внутри них тоже находятся вирусы, которые поражают вирусы! Трудно себе представить, что изменения климата хотя бы на полградуса или на градус никак не влияют на состав и на свойства микроорганизмов в мировом океане. Мы только за последние двадцать лет открыли 46 вирусных инфекций, опасных для человека и животных. Поэтому, когда мы изучаем мировой океан и его влияние на нашу жизнь, крайне важно исследовать, с чем мы можем столкнуться при изменениях климата, микроорганизм тут же начинает изменяться, приобретать совершенно новые свойства. Какие — мы не всегда можем предсказать.

Перспектива: глобальное потепление или глобальное похолодание?

Академик Г.С. Голицын. Есть ученый совет при Академии наук по проблемам климата, и мы вместе с учеными из Росгидромета изучали засуху 1972 года, когда были грандиозные пожары, а температура доходила в Москве до 35 градусов, и жару 2010-го года, когда температура была уже 38 градусов и также были пожары, и основное заключение такое: в изменениях амплитуды заметную роль играет изменения климата, связанные с СО2.

Академик А.С.Саркисян. И, тем не менее, я не совсем согласен с утверждением о глобальном потеплении. По-моему, ярко видно только одно — неустойчивость, дисбаланс атмосферы.

Академик Р.И. Нигматулин. Существуют периоды как потепления, так и похолодания. Мой прогноз на ближайшее десятилетие: велика вероятность, что не будет потепления, а произойдет даже некоторое похолодание. По разным системам подсчета средней температуры можно строить разные графики, но фактически уже более десяти лет нет никакого потепления. Вместе с тем, надо особо сказать, что означало бы потепление на один градус: в инженерных системах, скажем, в авиационном двигателе, разница в один градус ничтожна, но совсем иначе обстоит дело для биологических систем и для осадков, для кинетической энергии атмосферы. Это будет оборачиваться ураганами, торнадо, волнами-убийцами и т.д. И то же для биосферы: для вирусов, бактерий и для других живых существ, для их способности жить и выполнять свои функции — этот градус может иметь серьезнейшее значение. И одна из глобальных проблем, которая грозит человечеству — что вирусы могут мутировать, и появятся вирусы, с которыми мы не сможем быстро, адекватно бороться.

Смысл моего доклада: вместе с ростом температуры действует не только прямой механизм — СО2 растет, вследствие этого водяной пар увеличивается и мы имеем парниковые эффекты — но возникают и обратные механизмы, дополняющие и отчасти компенсирующие основной. Я их здесь, в докладе коротко перечислил.

Наблюдаемой сейчас стадии стабилизации похолодания примерно 14 лет, можно ожидать, что эта стадия продлится еще примерно 10 лет. Нынешние модели климата пока нельзя принять для принятия экономических решений.

Академик Н.Л. Добрецов. Трудно выделить отдельно чисто природный фактор, отдельно антропогенный или их комбинацию. Я думаю, что антропогенный фактор влияет не столько на потепление, сколько на дисбаланс, он усиливает неравновесность климатической системы, а не само потепление. Нас ожидает в ближайшие и тридцать, и сто лет не потепление и не похолодание, а нарастание неустойчивости климатической системы. Здесь уже говорилось, что в три раза возросло количество экстремальных ситуаций, и в дальнейшем это будет нарастать еще на порядок.

Мы находимся между двумя оледенениями, максимумы все сопровождаются «пилой», а минимумы — пологие, такова климатическая система, думаю, математики смогут объяснить — почему это так, но эмпирически подтверждается. Тренд исследований надо изменить — не средние показатели надо смотреть, а амплитуды, Более того — исследовать комбинации факторов, которые влияют на этот дисбаланс, на эту неравновесность и, таким образом, выявлять районы, где будет максимальный перепад. Нас волнует не то, что будет через тысячу лет, а волнует — где и когда начнется засуха, наводнение или резкое потепление. Эта «пятнистость» будет усиливаться. Здесь масса нерешенных вопросов и нам работы хватит еще надолго.

Академик Р.И. Нигматулин. Если же говорить о борьбе с выбросами СО2, говорить об экономии топлива, то все, кто больше всего шумит по этому поводу, больше всего энергии и потребляют. США потребляют в год 9 тонн эквивалентного нефтяного топлива на человека. Европа в два раза меньше. Россия стала потреблять 3 тонны, хотя в советскую эпоху даже весь Советский Союз на душу тратил как Европа — более 4-х тонн на человека в год. Но сейчас мы разрушили свою промышленность, машиностроение, многие производства, которые потребляют энергию, существенно сократились — это беда, конечно, но потребление энергии уменьшилось. А в приморских районах Китая 400-500 миллионов китайцев живут по уровню энергопотребления как в Европе, т.е. по выбросу углекислого газа еще одна Европа на Земле появилась, или три России. Растут Индия и Юго-Восточная Азия. Но, так или иначе, 25% населения Земли потребляет 90% энергии, т.е. эти 25% ответственны за эмиссию углекислого газа в атмосферу. Эту тенденцию сейчас просто не переломить, но она переломится за счет научно-технического прогресса, когда заметную роль приобретут возобновляемые источники энергии, в частности солнечные батареи. К 2050-му году уже появятся новые материалы,которые будут преобразовывать солнечную энергию и солнечная энергетика станет экономически выгодной.

Пока солнечная энергетика не является экономически оправданной, но в Германии уже пятую часть энергии получают из возобновляемых источников, в первую очередь это солнце и ветер — благодаря перекрестному финансированию, т.е. за электричество платят гораздо больше, чтобы поддерживать возобновляемые источники. На это способны только очень богатые развитые страны и удивительно, что Китай также сейчас развивает возобновляемую энергетику. Словом, через 30-40 лет изменится тенденция и в росте выбросов углекислого газа и, соответственно, в климатических изменениях, которыми нам грозят сегодня, они будут преодолены человечеством.

Поэтому, на мой взгляд, расчеты по поводу конца XXI века особого смысла не имеют. Напомню: в 1890 году в Нью-Йорке была опубликована статья, что через 30-40 лет весь Нью-Йорк до третьего этажа будет покрыт лошадиным навозом, поскольку транспорт в 1890 году был только на лошадиной тяге. Но в 1930 году лошадей в Нью-Йорке уже не было, поскольку все перешли на автомобильный транспорт. Я абсолютно убежден, что тенденция роста углекислого газа, которая имеет место вследствие сжигания углеводородных топлив, в частности, угля, через 30-40 лет сменится и этот вопрос будет совершенно другим. Поэтому актуальным является предсказание — что будет через десять-пятнадцать лет, а не через сто лет.

Академик А.С.Саркисян. Человек хищник, портит природу и, к сожалению, дисбаланс, который сейчас идет, будет продолжаться вместе с увеличением численности населения на планете. Человек пока не дорос до того, чтобы не продолжать портить окружающую среду.

Член-корреспондент И.И. Мохов. То, что прогнозы до конца XXI века не интересны — я с этим не могу согласиться. Это не прогнозы, а сценарии, и в них есть сценарии, когда эмиссия СО2 в атмосферу прекращена уже сейчас. Это различные сценарии развития человечества, когда оно умеет договариваться, когда, в том числе, происходят региональные договоренности. Т.е, это полезные сценарии, при которых мы видим большие исторические горизонты, а не только на ближайшие 10-20 лет.

Академик В.Г. Бондур. Главная характеристика изменения климата — дисбаланс, то есть в разных местах это изменение происходит по-разному. В докладе затронут небольшой период времени — сотня лет. На самом деле есть другие механизмы, есть циклы Миланковича, которые воздействуют на климатические процессы, т.е. надо смотреть в комплексе. В настоящее время инструментальная база развита очень сильно. Это буи в океане — дрейфующие и стационарные. Активно стали применяться космические методы для изучения процессов в океане и в атмосфере. Думаю, Академия наук может сыграть здесь важную роль именно в смысле развития новых методов, технологий, подходов, которые дадут совершенно новый качественный скачок в этом процессе.

Академик Р.И. Нигматулин. Нужна наука и развитие научно-технического прогресса, иначе нас могут погубить вирусы или бактерии, которые очень чувствительны к малейшим изменениям температуры. Институт океанологии РАН проводит много экспедиций: две экспедиции в проливе Дрейка ежегодно, две экспедиции по 60-му градусу, где кончается Гольфстрим, в Балтийское море, Черное море, Каспийское море, в Арктике. Но все это делать сложнее и сложнее, потому что содержание судов становится все дороже. Другой Тихоокеанский институт РАН также ведет экспедиции — в Охотском море, в море Лаптевых.

Но уже в прошлом году интенсивность экспедиций упала в два раза. Недофинансирование резко сокращает возможность наших экспедиций, сейчас каждый день обслуживание научного судна «Иоффе» и «Вавилов» — это миллион рублей, а «Келдыш», который не имеет пассажирского класса, просто нас разоряет, он в месяц требует 5 млн руб. только на свое содержание, когда просто стоит в порту. Надеялись на ФАНО, но кроме разговоров пока ничего не получилось с финансированием экспедиционной деятельности океана. Но в последние дни наметился прогресс. За дело взялся руководитель ФАНО и заручился поддержкой Министерства финансов РФ.

антропогенные изменения климата глобальное потепление глобальное похолодание климат

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий