Какую роль в нынешнем глобальном потеплении играет человек? Возможно ли, что однажды он погубит себя как вид? Что можно сделать, чтобы предотвратить возможную катастрофу? Может ли случиться так, что Гольфстрим остановится и произойдет коллапс океанических течений? Об этом рассуждает Алексей Викторович Елисеев, главный научный сотрудник Института физики атмосферы, профессор РАН.
– Алексей Викторович, хотелось бы начать с Нобелевской премии по физике этого года, которая была получена за физическое моделирование климата Земли, количественную оценку изменчивости и надежное прогнозирование глобального потепления. Можете ли вы что-то прокомментировать по этому поводу?
– Да, конечно, и с огромным удовольствием. Строго говоря, формулировка Нобелевского комитета другая. Она говорит об исследовании сложных систем, от микромасштабов до планетарных масштабов. Климат – это та самая сложная система, в которой много масштабов и самых мелких (это молекулярная диффузия), и самых крупных (это процессы планетарного масштаба). И действительно очень интересно то, что при такой формулировке Нобелевского комитета два лауреата внесли выдающийся вклад в развитие теории климата, физической климатологии. У третьего лауреата есть одна публикация на тему климата – я имею в виду Паризи.
Что касается двух других, Сюкуро Манабе и Клауса Хассельмана – это действительно выдающиеся климатологи. Манабе – «отец» всего численного моделирования климата. Он еще в конце 60-х годов совместно с Кирком Брайеном сделал первую модель атмосферы океана. И все нынешние модели общей циркуляции – это «потомки» той модели.
Сама модель в существенно видоизмененном, уже осовремененном виде до сих пор используется в научных исследованиях и в том числе при подготовке недавно вышедшего Шестого доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Манабе привнес совершенно фундаментальный вклад, обосновал роль обратных связей в изменениях климата. Он со своей группой сделал первый в свое время численный эксперимент на демонстрацию инерционности климата.
Клаус Хассельман известен, прежде всего, как специалист по теории динамических систем. Он тоже внес совершенно фундаментальный вклад в развитие теории климата, показав, что быстрые погодные процессы влияют и на климатическую изменчивость, и являются одной из причин такой изменчивости.
Помимо этого он разработал на рубеже 80-х и 90-х годов прошлого столетия первый метод атрибуции климата, позволяющий по данным наблюдений соотнести наблюдаемые изменения с вкладом тех или иных процессов, в том числе с антропогенным воздействием. Наконец, он очень крупный организатор науки, был одним из первых директоров Метеорологического института им. Макса Планка, где была разработана одна из ведущих мировых моделей по численному моделированию климата.
Хочу также отметить широту его взглядов, его вклад в другие области физики, например, в универсальную теорию поля. Это действительно выдающийся ученый, и я очень рад, что он отмечен Нобелевским комитетом.
– Скажите, пожалуйста, можно ли представить в этом контексте наши отечественные работы?
– Еще Ньютон говорил, что мы стоим на плечах гигантов. Точно так же и работы, отмеченные Нобелевским комитетом, так или иначе использовали работы более ранних авторов, в том числе и советских.
– Каких, например?
– Среди них можно выделить, прежде всего, Михаила Ивановича Будыко. При том что у него не было возможности разрабатывать численную модель, так как не было соответствующих ресурсов, этот человек внес совершенно фундаментальный вклад в развитие физической климатологии. В частности, он разработал простую энергобалансную модель климата, в которой впервые были продемонстрированы обратные связи в климате в очень простой форме. Я очень люблю ее представлять, например, на лекциях студентам, поскольку она легко физически интерпретируема. Но это не умаляет ее общности, ее фундаментальности.
– Давайте поговорим о ваших работах. Чем занимаетесь вы как ученый?
– Лаборатория, в которой я работаю, называется «Лаборатория теории климата», во главе с Игорем Ивановичем Моховым, тоже, кстати говоря, весьма крупным специалистом по теории климата. Он же возглавляет и наш отдел исследования климатических процессов. Основная задача отдела и лаборатории, в частности, анализ климатических изменений по данным наблюдений, экстремальных событий.
Они, пожалуй, для социума самые интересные, поскольку, согласно Шестому отчёту МГЭИК, потепление за примерно полтора столетия составило градус с небольшим. Это величина, которая кажется совсем маленькой, но, во-первых, это явление планетарного масштаба, что уже делает это явление не маленьким. А во-вторых, все это сопровождает ощущение меняющегося климата – экстремальных волн летней жары или зимнего холода, каких-то засушливых периодов. Они существенно более значимы для общества.
Моя научная карьера преимущественно связана с моделированием климатических изменений. В нашем институте еще до моего прихода была разработана оригинальная модель климата. Она упрощенная по сравнению с моделью общей циркуляции и относится к классу так называемых моделей климата промежуточной сложности. Система несколько огрубляется относительно того, как это детально представляется в моделях общей циркуляции, но тем не менее сохраняется ее реалистичность на междекадных масштабах, на отклики на внешние воздействия. Плюсом является то, что такие модели существенно более дешевы вычислительно. И, соответственно, это позволяет либо просчитывать какие-то очень длинные эксперименты, либо проводить расчеты в так называемой ансамблевой форме, когда можно менять значения параметров модели, поскольку все они известны с определенной точностью.
– Каково, на ваш взгляд, влияние человека на все эти процессы? Ведь существуют разнообразные точки зрения, в том числе в научной среде. Некоторые считают, что здесь превалирует влияние человека. Кто-то считает, что антропогенный фактор не определяющий. А есть ученые, причем выдающиеся, которые считают, что глобальное потепление – это политический миф.
– Глобальное потепление – это не политический миф. Если мы посмотрим на любой ряд глобальной температуры, просто потепление на тот самый градус с небольшим видно без использования какой-либо сложной математики. Оно видно просто обычным взглядом. Что касается различных процессов, климат – это система сложная, процессов в ней очень много.
Но есть один факт, который говорит о том, что количественно воспроизвести изменение климата без учета антропогенного, прежде всего, парникового воздействия еще не удалось никому. Если когда-то кому-то удастся, то это будет повод для разговора и, возможно, даже повод для еще одной Нобелевской премии. Но пока это еще не удалось никому. Поэтому доводы противников антропогенных причин современных изменений климата на количественном уровне бездоказательны.
Если говорить о том же Шестом докладе МГЭИК, там совершенно точно показано, что роль человека определяющая в этом изменении. В моих собственных расчетах получается то же самое. Вообще отрицать физику антропогенного воздействия, на мой взгляд, может только человек, который в школе старательно прогуливал уроки физики.
– Знаю, что вы еще занимались анализом поведения болотных экосистем и их влиянием на эти процессы. Расскажите об этом.
– Я занимался даже более широкой темой. Последние лет пятнадцать я активно разрабатываю вопросы взаимодействия климата и углеродного цикла, вообще биогеохимических циклов. И, естественно, частью этого являются природные экосистемы, в том числе болота. Болота – это очень интересный объект, потому что они, с одной стороны, накапливают углеродный субстрат и таким образом депонируют углерод из атмосферы, уменьшая накопление СО2. Правда, эффект этот, наверное, все-таки не столь значим по сравнению с антропогенными эмиссиями.
С другой стороны, при потеплении там образуется метан, который выделяется в атмосферу. Метан – сильный парниковый газ. Поэтому эффект болот действительно очень интересный. В частности, в Большом Васюганском болоте, в Сибирском комплексе, который находится в районе города Томска, при потеплении производство метана из болот в атмосферу заметно увеличивается. Это тоже иллюстрирует одну из обратных связей в климате: в данном случае между накоплением парникового газа в атмосфере и процессами в наземных экосистемах. Связь эта весьма значима для состава атмосферы. Но, правда, на климатическом уровне, как показали наши расчеты, она достаточно слаба, и это очень хорошо, потому что иначе потеплело бы еще быстрей.
– То есть одних болот недостаточно для того, чтобы обеспечить такое глобальное потепление, как сейчас?
– Если говорить просто о содержании парниковых газов в атмосфере, то процессы, которые к ним приводят, достаточно хорошо известны. Дело в том, что если мы берем наземные экосистемы в целом или, скажем, Мировой океан, то они не выделяют парниковые газы. Они их в целом поглощают. Основное выделение – это антропогенный фактор: порядка 10 гигатонн элементарного углерода в год. Половина этой величины поглощается океанами и наземными экосистемами, примерно половина накапливается в атмосфере. Вклад метана в этот баланс массы относительно небольшой.
Но, опять же, хорошо известно, что рост метана в атмосфере – это, прежде всего, эффект антропогенных процессов. Это использование ископаемого топлива, его передача, сжигание, добыча угля и сельское хозяйство.
– Как вы считаете, те усилия общества, которые предпринимаются для того, чтобы минимизировать последствия глобального потепления, достаточны или нет?
– Тут надо разделять два вопроса. Это само глобальное потепление, его предотвращение и адаптацию к происходящим изменениям. И тут очень важно говорить о цели, которая стоит перед человечеством. Если мы ставим цель, как сейчас официально заявлено, не выше, чем полтора градуса от доиндустриального уровня, то она уже абсолютно недостижима. Уже сейчас потеплело на градус с небольшим. Если мы прямо сегодня остановим все антропогенные эмиссии, все равно еще на несколько десятых градуса потеплеет. Думаю, этот порог будет перейден.
Если мы говорим о каких-то больших значениях потепления, то, опять же, надо привязываться к ним конкретно. Например, если мы говорим о двух градусах, то эти эмиссии будут выбраны по существующим оценкам за 30-40 лет, если считать, что их интенсивность будет примерно такая же, как сейчас. А если говорить о приспособлении человечества, инфраструктуры под изменение климата, то, опять-таки, надо разделять разные регионы, разные страны, смотреть, что мы хотим. Часто приходится слышать фразу о том, что Россия – страна холодная, и определенное потепление, вообще говоря, нам на руку. Со справедливостью этой фразы трудно спорить, потому что действительно в очень холодной стране потепление – это хорошо.
Это сопровождается рядом других эффектов. Например, удлиняется навигация по Северному морскому пути, упрощается северный завоз. С другой стороны, тает вечная мерзлота, а все постройки в субполярных регионах рассчитаны на ее наличие. Это и трубопроводы. В Якутске такая проблема может быть. Поэтому, конечно, если потепление неизбежно, к нему надо готовиться.
– А оно неизбежно?
– Я думаю, что да. Если говорить о полутораградусном уровне, я думаю, что оно уже неизбежно. Если говорить о двухградусном, вопрос более сложный. Но, скорей, все-таки оно произойдет. Если говорить о трех- или четырехградусном уровне потепления, я думаю, что все-таки человечество остановится раньше.
Но, опять же, разный отклик в разных регионах, у разных стран. Повышается уровень моря, и малые островные государства вообще могут исчезнуть. С другой стороны, северные государства до некоторой степени потеплению рады. Такое протяженное государство, как Россия, требует очень сложного и комплексного анализа. У нас есть южные регионы, сельхозпроизводящие, и они при продолжении потепления могут перестать быть таковыми не потому, что там станет слишком жарко, а потому, что там станет слишком сухо. Изменение климата – это же не только изменение температуры. Это еще и изменение других климатических показателей и, прежде всего, осадков в данном случае. Опять же, возникают проблемы с инфраструктурой в зоне современной многолетней мерзлоты.
– Все-таки мы выживем, как вы считаете? Для нас это не станет катастрофой?
– Для человечества как для биологического вида, скорей всего, не станет.
– А что, как вы думаете, может стать катастрофой для нас как для вида?
– Потепление градусов на 30-40. Но вряд ли такое произойдет.
– То есть ситуация достаточно драматическая, но все-таки не трагическая?
– Я все-таки верю в разум человечества. Я думаю, что на каком-то уровне потепление остановить удастся, и оно не будет смертельным для людей как биологического вида. И даже думаю, что большая часть континентов останется незатопленной.
– А что у вас вызывает наибольшие опасения?
– Впервые за все время существования МГЭИК в докладах возникло такое понятие, как критическая точка. Это точка, при переходе через которую активируются процессы, которые до этого были спящими. Классический пример – это то, что при потеплении возможно таяние Гренландского щита. Известно, что оно будет очень медленным, по крайней мере, в тысячелетия. Но тем не менее вода может слиться в Северную Атлантику, и тогда произойдет коллапс океанических течений, как в фильме «Послезавтра». Он мне нравится тем, что там есть основа об остановке Гольфстрима, и она действительно имеет под собой физическую природу. Конечно, там все происходит слишком быстро. Там герой путешествует между двумя американскими столицами, и ясно, что это все занимает несколько дней. В реальности, конечно, этот процесс будет гораздо более медленным – порядка ста лет.
– Но это в принципе не исключено?
– Физическое обоснование существует. Такие процессы изучены пока очень плохо просто потому, что их невозможно исследовать по данным наблюдений. Они спящие. И, судя по всему, вероятность таких процессов тем больше, чем дальше мы от современного климата. Но, опять же, где этот порог, к каким последствиям они приведут, известно на данный момент плохо.
Беседу вела Наталия Лескова
Фото: Николай Мохначев
Видео: Дмитрий Самсонов
