Климатические модели, опубликованные в период с 1970 по 2007 гг., представили точные прогнозы потепления глобальной поверхности, подтверждённые впоследствии наблюдениями. Это показывает ценность использования глобального наблюдений для проверки климатических моделей в условиях глобального потепления.

Модели климата - это набор уравнений, описывающих климатически значимые процессы и решаемых на суперкомпьютерах. Они, являясь бесценным инструментом для проверки научных гипотез, также дают общественно важные прогнозы. Первые климатические модели, численно описывающие эволюционирующие и взаимодействующие атмосферу, океан и поверхность суши на сетках, охватывающих всю Землю, появились в 1970-е гг. С тех пор поверхность планеты нагрелась, в значительной степени из-за увеличения выбросов парниковых газа. Хаусфазер и др. (Hausfather et al.) в статье в Geophysical Research Letters ретроспективно оценили успехи опубликованных в период 1970-2007 гг. моделей в прогнозировании климата. Их результаты показывают что физика в этих ранних моделях была точной в прогнозировании наблюдаемого впоследствии глобального потепления поверхности. Ключевым моментом, подчёркнутым авторами, является то, что способность прогнозировать с помощью климатических моделей ограничена тем, что неизвестны будущие климатические драйверы. Многие основные факторы, такие как вызванное сжиганием ископаемого топлива повышение концентрации углекислого газа в атмосфере, зависят от человеческой деятельности и принимаемых решений. Авторы ранних климатических моделей включали оценки будущих климатических драйверов в свои прогнозы. Тем не менее, они не могли знать, например, как мир будет индустриализироваться или каковыми окажутся связанные с этим выбросы CO2. Хаусфазер и др. разработали метод оценки прогнозов ранних моделей климата без «наказания» моделей за их неточные оценки непредсказуемых будущих климатических драйверов. Авторы рассмотрели 17 проекций глобальной средней температуры поверхности, полученных с помощью 14 моделей. Перед применением их метода, было обнаружено, что 10 проекций хорошо согласовались с наблюдениями.

Но когда были учтены неточности в оценках климатических факторов, авторы обнаружили, что 14 прогнозов согласуются с данными. Из трёх неудачных два предсказали потепление поверхности выше и одно ниже наблюдаемого. Разработка надёжных моделей климата на основе понимания климатически значимых процессов, наблюдений и хорошо составленных уравнений является серьёзной научной и вычислительной задачей. Уравнения, описывающие климат, сложны и требуют значительной вычислительной мощности для их решения. В результате климатические модели всегда нуждаются в самых быстрых доступных суперкомпьютерах. Особенно впечатляет, что самые ранние модели, учтённые авторами, смогли произвести точные прогнозы в условиях чрезвычайно ограниченной вычислительной мощности, по сравнению с той, что доступна сегодня. Хотя выводы авторов показывают, что модели климата могут точно предсказать среднеглобальную температуру поверхности, эти прогнозы недостаточны для понимания и адаптации к последствиям продолжающегося изменения климата. Например, региональное изменение климата особенно непредсказуемо, что значительно ограничивает потенциал прогнозирования - даже в масштабах десятилетия, когда климатические драйверы известны. Более того, на основе прогноза одной среднеглобальной температуры поверхности сложно предсказать, например: каким будет подъём уровня моря; как закисление океана, вызванное поглощением атмосферного CO2, будет влиять на морские экосистемы; какими будут частота и масштабы будущих пожаров, засух и наводнений.

Учёным предстоит совершенствовать климатические модели и улучшить понимание последствий изменения климата в условиях «конфликта» между вычислительными возможностями и необходимостью увеличения разрешения модели и более детальным представлением климатически значимых процессов, а также большим объёмом расчётов, чтобы характеризовать непредсказуемую изменчивость климата. Вышеупомянутое успешное прогнозирование ранними климатическими моделями впечатляет, но остаётся много работы, которую ещё предстоит сделать. Численные модели, основанные на уравнениях для описания атмосферы, используются ежедневно для принятия решений, спасающих жизни и ресурсы. Поскольку климат продолжает меняться, вследствие антропогенной деятельности, учёные должны использовать, улучшать численные модели и рассказывать о их ценности и знаниях, полученных с их помощью. Работа Хаусфазера и др. показывает, что физика в моделях климата обеспечивает точные прогнозы среднеглобальной температуры поверхности в условиях увеличения содержания атмосферного CO2 в течение десятилетий. Такие прогнозы полезны для оценки максимального количества CO2, которое со временем может быть выброшено в атмосферу, чтобы не превысить заданный уровень разогрева поверхности Земли. Результаты авторов также показывают что основной источник неопределённости в прогнозах среднеглобальной температуры поверхности происходит от климатических факторов. Таковыми являются выбросы парниковых газов в результате человеческой деятельности, которая будет в значительной степени определять темпы будущего потепления. Результаты показывают полезность модельных прогнозов среднеглобальной температуры поверхности в ответ на увеличение выбросов парниковых газов, несмотря на неопределённость будущих климатических драйверов. Но учёные должны также продолжать разработку климатических моделей в соответствии со всей прочей доступной им информацией, чтобы планировать изменившийся климат, требующий гораздо больше, чем только прогнозы потепления поверхности.

Ссылка: https://www.nature.com/magazine-assets/d41586-020-00243-w/d41586-020-00243-w.pdf

Главные темы номера:

• Правительство РФ утвердило национальный план мероприятий первого этапа адаптации к изменениям климата на период до 2022 года
• Северо-Евразийский климатический центр: цели и задачи – интервью с исполнительным директором СЕАКЦ доктором географических наук Валентиной Моисеевной Хан
• «Чили. Мадрид. Время действовать»? – Об итогах 25-й Конференции Сторон Рамочной Конвенции ООН об изменении климата

Также в выпуске:

• Мнение Росгидромета о сокращении выбросов ПГ в России
• Россия внесет $10 млн в Зелёный климатический фонд
• Опубликован госдоклад РФ по энергоэффективности
• В России утверждены первые шесть «зелёных» ГОСТов
• В России появится 85 лесосеменоводческих комплексов
• Изменения климата: риски и последствия для России
• Новые публикации в российских и зарубежных научных изданиях
• ВМО: 2019 год стал вторым самым теплым за всю историю наблюдений
• Форум в Давосе назвал климатические катастрофы крупнейшим риском для мировой экономики
• 15-е издание доклада Всемирного экономического форума о глобальных рисках

 Текст бюллетеня

Природный ландшафт Заполярья может преобразится буквально за месяцы, если начнется резкое таяние вечной мерзлоты - почв, в которых СО2 больше, чем в атмосфере. Поэтому затем таяние многолетней криолитозоны в Арктике окажет крайне серьезное воздействие на изменение климата.

Многолетне-мерзлые породы, слой почвы, который никогда не оттаивает, занимают 18 млн кв. вм в северных широтах, или четверть суши в Северном полушарии. По современным данным, в них содержится 1,5 трлн тонн углерода — это больше, чем в атмосфере. В этих породах замурованы останки живых существ, растений, животных и микробов, населявших Арктику на протяжении тысяч лет.

Исследование специалистов Калифорнийского университета в Болдере проводит границу между постепенным таянием вечной мерзлоты, медленно воздействующим на запасы углерода, и более резкими типом таяния. Условия примерно в 20% региона благоприятствуют внезапному таянию из-за того, что порода богата льдом. В результате в атмосферу единовременно попадет большое количество углекислого газа и метана, пишет Phys.org.

Резкое таяние повлияет на ландшафт Арктики «непредсказуемым образом», считает Меррит Турецки, ведущий автор статьи, опубликованной в Nature Geoscience.

«Леса могут стать озерами за месяц, без предупреждения будут происходить оползни, а невидимые ямы с метаном могут проглотить снегоходы целиком», — предупредила она.

Там, где доля льда высока, резкое таяние может произойти буквально за месяцы — и привести к серьезным последствиям для поверхности и для атмосферы. Это явление может происходить по-разному, но оно всегда означает существенный экологический сдвиг.

«Мы определенно можем предотвратить наихудшие последствия климатических изменений, если предпримем в ближайшее десятилетие действия, — заявила Турецки. — У нас есть четкие доказательства, что законы способны помочь северу и нашему будущему климату».

Между тем, по прогнозам климатологов, Арктику ожидает еще один теплый год. Существует вероятность, что за 2020 она может прогреться до экстремальных значений и потерять больше льда, чем когда-либо.

Ссылка: https://m.hightech.plus/2020/02/05/uchenie-vnezapnoe-tayanie-mozhet-preobrazit-arktiku-za-mesyaci

Чем грозит Земле теплый январь и существует ли глобальное потепление. Интервью с доктором УрО РАН

Январь 2020 года, несмотря на похолодание в последних числах, стал одним из самых теплых в России за всю историю наблюдений. Все чаще ученые и общественники говорят о глобальном потеплении и критических для будущего человечества изменениях климата. Понятно, что это уже не первое потепление в истории Земли, но первое, при формировании которого антропогенный фактор оказался настолько силен. О том, что происходит с погодой и были ли еще в истории человечества моменты, когда из-за природно-климатических колебаний оно оказывалось на грани вымирания, мы поговорили с ведущим научным сотрудником Института экологии растений и животных УрО РАН, доктор биологических наук Рашитом Хантемировым.

Рашит Хантемиров Фото: Яромир Романов / Znak.com

«Самая сильная угроза состоит в том, что нагревается океан»

— Нынешний январь с плюсовыми температурами на Урале свидетельствует о том, что мы переживаем некий климатический оптимум?

— Такого теплого периода, как в последние годы, по нашим данным, не было последние 7 тыс. 200 лет. Мы наблюдаем с вами глобальное потепление, и в этом уже ни у кого из специалистов никаких сомнений сейчас нет. Это, что называется, медицинский факт. Об этом говорят данные инструментальных метеонаблюдений на планете за последние 130 лет. Хотя примерно лет 20–30 назад еще встречались упертые противники версии о глобальном потеплении. В глобальной системе наблюдений самым теплым считается 2016 год. На втором месте по уровню температур — 2019 год. Хотя в России именно 2019 год, судя по последним данным, стал самым теплым за всю историю наблюдений.

— По данным Уральского гидрометцентра, такой же теплой была зима 2006–2007 годов.

— В 2007 году январь в Екатеринбурге был еще теплее, чем нынешний. С учетом начавшегося похолодания мы даже вряд ли преодолеем рекорд января 2007 года, когда температура воздуха во второй декаде достигала +4…+5 градусов.

Есть теория «хоккейной клюшки». Согласно этой теории, за последние 2 тыс. лет климат менялся в разных районах по-разному, но если все усреднить в масштабах всей планеты, то получалась практически прямая линия. А за последние 100 лет тенденции на потепление совпали повсеместно, и график температур быстро пополз вверх. Поэтому в плане это и выглядит как клюшка. К этой теории можно по-разному относиться. Но то, что последние 100 лет на планете идет резкое потепление, это верно.

Проблема в том, что сама «ручка» этой климатической «клюшки» была совсем не ровной. Об этом, в частности, говорят наши исследования. Разница в выводах обусловлена тем, что авторы теории «хоккейной клюшки» для своих построений использовали данные, которые: а) плохо датировались, б) их точность была плюс-минус 10 лет. Поэтому кратковременные похолодания даже не отразились в их исследованиях.

— Но вы сказали, что так же тепло, как и сейчас, было примерно 7 тыс. 200 лет назад.

— Было так же тепло, но не теплее. 7 тыс. 200 лет назад было теплее на 3 градуса, чем на момент начала инструментальных метеонаблюдений, то есть чем 200 лет тому назад. Но за последние 200 лет температура уравнялась с той, что была в раннем голоцене.

— Давайте поясним, что голоцен — это геологический период, в котором мы живем сейчас. Климатологи называют его межледниковьем, то есть сравнительно теплым периодом в истории Земли. По вашим данным, голоцен действительно теплый период?

— За последние 7 тыс. лет мы фиксируем непрерывное похолодание, и связано это с естественными природными причинами. В первую очередь, с изменением орбитальных параметров Земли. Активность солнечной энергии, попадающей в северные широты, постепенно снижалась. И если бы не случилось глобального потепления, то минимальные значения солнечной энергии в северных широтах мы бы отмечали примерно через тысячу лет. Судя по прошлым изменениям в плейстоцене (эпоха четвертичного периода, предшествующая голоцену. — Прим. Znak.com), межледниковые периоды длились недолго, порядка 10–15 тыс. лет. Наше межледниковье уже сейчас длится, по официальным данным, 11,7 тыс. лет…

— То есть мы живем в финале межледниковья?

— Если бы все шло согласно природным циклам, то в геологическом плане с минуты на минуту должен был наступить новый ледниковый период.

Но уже сейчас понятно, что при таком уровне углекислого газа никакого ледникового периода не будет. Мы его просто пропустим.

На самом деле то, что атмосфера нагревается, это еще полбеды. Самая сильная угроза состоит в том, что нагревается океан. Он гораздо более теплоемкий и поглощает излишки тепла. Но это тепло никуда не девается, оно там хранится и храниться будет долго.

Самая серьезная угроза не в том, что температура поднимется до какого-то уровня, а в том, что она, по всем прогнозам, будет неуклонно расти.

Для России, кстати, на период ближайших 10 лет ничего плохого в этих процессах нет. Жить станет только лучше, и положительные последствия от потепления будут преобладать над негативными.

— Какие это положительные последствия?

— Повышение урожайности, снижение потребления тепла для обогрева жилья, например. Откроется Северный морской путь и так далее.

«Если принимать меры, супертеплый период продолжится около 50 лет»

— Данные сотрудников лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ говорят о том, что через 50 лет примерно восемь регионов страны, расположенных в арктической зоне, из-за таяния вечной мерзлоты и повышения уровня мирового океана уйдут под воду.

— Для большинства стран нынешний температурный скачок имеет еще большие негативные последствия. Проблема, в том числе и для России, состоит в том, что через 10 лет потепление не остановится. Мы сейчас пожинаем плоды от сжигания угля, нефти и газа 10–20 лет тому назад. То, что мы сжигаем сейчас, это уже проблема для будущих поколений. Если посмотреть на Парижское соглашение [по климату 2015 года], то они настаивают на том, что рост температуры на планете надо остановить на уровне 1,5 градуса выше, чем до начала индустриальной эпохи. Но уже сейчас все модели показывают, что ее мы не остановим даже на 2 градусах. Рост будет больше, чем на 3 градуса, и это в том случае, если мы прямо сейчас остановим все сжигание на планете. Система очень инертна. Океан нагрелся, углекислый газ долго будет оставаться в атмосфере.

— Сколько этот супертеплый период будет продолжаться?

— Если принимать меры, то около 50 лет. Если не предпринимать, то последствия даже не до конца понятны. Скорее всего начнутся миграции народов. Будут дальше таять Гренландия и Арктика, соответственно, подниматься уровень мирового океана. Это при том, что он и сейчас поднимается из-за теплового расширения. В прибрежных районах у нас живет чуть ли не половина населения планеты, и им придется искать новые места. В этом случае России тоже мало не покажется.

Будут дальше таять Гренландия и Арктика, соответственно будет подниматься уровень мирового океана. Фото: Liu Shiping/Xinhua / Global Look Press

Будут дальше таять Гренландия и Арктика, соответственно будет подниматься уровень мирового океанаLiu Shiping/Xinhua / Global Look Press

— То есть теплая зима 2019 года — это еще далеко не самое теплое, что нам предстоит пережить?

— Это не самое страшное. Главная проблема в том, что, как говорится, стабильности не будет! Надеюсь, что следующие поколения что-то решат.

— Каким образом?

— Большинству сейчас кажется, что эту проблему можно решить только геоинженерными методами. Чаще всего рассматриваются модели некоего искусственного уменьшения углекислого газа в атмосфере. Определенные технологии в этом направлении уже начинают разрабатывать. Но субъективно кажется, что для этого понадобится огромное количество энергии. А чтобы ее выработать, опять придется много чего сжигать. То есть в процессе реализации технологии по улавливанию углекислого газа мы произведем еще больше углекислого газа. Еще одну модель предлагал наш климатолог [Юрий] Израэль (умер в 2014 году. — Прим. Znak.com). Он предлагал моделировать последствия извержения вулканов и распылять аэрозоли серы в атмосфере. То есть создать искусственное похолодание.

— Полагаете, это сработало бы?

— Все расчетные модели показывали, что эффект был бы недолгим. А кроме того, это примерно, как выбор между здоровым образом жизни и тем, чтобы пить, курить, дебоширить, но постоянно сидеть на таблетках.

«Был период, когда в Англии вызревал виноград, а Гренландия стала зеленой»

— Вы сказали, что климат и температурные режимы на Земле в голоцене были изменчивы…

— В том, что было раньше, то есть до начала инструментальных наблюдений, мы можем опираться только на косвенные источники. Пока самый лучший из них для рассматриваемого периода — это тот, на изучении которого специализируется наша лаборатория — годичные кольца деревьев. У этого метода есть, конечно, свои недостатки. Во-первых, дерево растет только летом. То есть мы можем говорить только о летних температурах. Но есть и неоспоримые преимущества. Прежде всего то, что наш источник дает разрешение в один год.

— На какой временной период построена ваша периодизация.

— Нашей лабораторией построена самая длинная дендрохронологическая шкала для России, Азии и всей Антарктики. Три недели назад она была простроена на 7 тыс. 676 лет. На данный момент, благодаря тому, что мы обработали данные с последней экспедиции на Ямал, наша шкала составляет 8 тыс. 247 лет. Это при том, что два года назад она была 7 тыс. 315 лет и до этого 15 лет не менялась. Через год, возможно, дойдем до 9 тыс. 500 лет. Но пока самая длинная дендрохронологическая шкала сделана для Альп — 9 тыс. 200 лет. А всего в мире есть лишь семь шкал длительностью более 2 тыс. лет. Данные взяты на основе кернов, отобранных на полуострове Ямал (показывает спил дерева возрастом 5 тыс. 231 год до нашей эры). Таким образцов у нас отобрано 4 тыс. 600 штук, и в этом году мы отобрали еще 500 с реки Танловы (Ямал). Все они — из речных отложений.

Пока самый лучший из них для рассматриваемого периода — это тот, на изучении которого специализируется наша лаборатория — годичные кольца деревьев. Фото: Яромир Романов / Znak.com

Пока самый лучший из них для рассматриваемого периода — это тот, на изучении которого специализируется наша лаборатория — годичные кольца деревьевЯромир Романов / Znak.com

— Погодите, если мы говорим об образцах деревьев, произраставших на Ямале 7 тыс. 200 лет назад, а сейчас на их месте тундра, соответственно, климат был все-таки намного теплее?

— Это заблуждение. К началу голоцена Ямал почти весь был покрыт лесом. Граница леса и тундры проходила на 500 километров севернее, чем сейчас. Есть данные палинологов, согласно которым граница леса в голоцене двигалась постепенно на север. Но, согласно нашим данным, полученным по Ямалу, это полностью ошибочное построение. Граница леса никогда не наступала в голоцене на север, она все время отступала на юг. Причем скачками. Первый скачок был около 7 тыс. лет тому назад, второй — 3 тыс. 500 лет тому назад. И в целом климат в этот период становился все холоднее и холоднее. Исключение, повторюсь, составляют последние 200 лет.

— Есть суждение о том, что ваши построения по годичным кольцам деревьев — это очень неточное моделирование.

— Это популярное мнение среди коллег-геологов. Во-первых, наши данные совпадают с данными инструментальных метеорологических наблюдений за последние 200 лет. Во-вторых, проводился эксперимент по корреляции разных дендрохронологических шкал, выстраиваемых разными лабораториями в мире. Исследовали повышение солнечной активности, вспышку, которая произошла в 750 году. Данные у всех совпали. В образцах было зафиксировано высокое содержание радиоуглерода.

— Ваш метод строится на анализе древних древесных образцов с Ямала. Почему в таком случае в ледниковом периоде, который воспринимается как более холодный, чем голоцен, на Ямале росли деревья, а в более теплый межледниковый период исчезли?

— Возраст одной из найденных на Ямале лиственниц, по данным российской лаборатории, составляет 46 тыс. лет, по данным лаборатории в Цюрихе — 55 тыс. лет. Фрагмент древней древесины был найден еще севернее, на острове Белом в Карском море. Кусок древесины возрастом 48 тыс. лет нашли в кишечнике у мамонта, обнаруженного в 2000-х годах на самом севере Гыданского полуострова (расположен между Тазовской губой и Енисейским заливом. — Прим. Znak.com). Правда, возраст самого мамонта по датировкам — 18 тыс. лет. И пока вопрос, как фрагмент более древней древесины попал в его желудок. Но то, что деревья росли в плейстоцене в арктической зоне, означает, что климат был тогда более континентальным. Лето было теплым, а зимы — холодными. Трудно себе представить, что на рубеже плейстоцена и голоцена граница леса за считанную тысячу лет сдвинулась на 500 километров на север.

— Таких механизмов нет?

— В обычной ситуации лес двигается на один сантиметр за тысячу лет. В горах, правда, фиксируется более сильная изменчивость, и сейчас, в условиях глобального потепления, граница леса там поднимается все выше и выше. Но в целом, сдвиг границы леса — это очень инертный процесс.

— Вы говорите о том, что, по данным дендрохронологии, климат в голоцене, за исключением последних 200 лет, становился все холоднее и холоднее. В то же время есть построения вашей коллеги, сотрудницы Ботанического сада Уральского отделения РАН Наты Пановой, которая на основании ископаемой пыльцы из торфяных отложений, выводит для Среднего Урала несколько очень теплых периодов. Самый теплый, атлантический, в VII–VI тысячелетиях до нашей эры, совпадает с расширением на север границы широколиственных лесов, развитием озерных систем и возникновением на этой территории неолитических культур, активно занимавшихся рыболовством.

— Во-первых, на разных территориях изменения климата были вариативны. Во-вторых, эти построения ведут свое начало от схемы [Акселя] Блитта и [Рутгера] Сернандера конца XIX — начала XX веков. Эти таблицы были построены для Европы, с датировками там было все не очень хорошо, и на Сибирь эту модель, по большому счету, потом натягивали. Согласно нашей периодизации, было три этапа голоцена: ранний, средний и поздний. Каждый характеризуется постоянным ухудшением климатических условий и сдвигом к югу границы леса. В конце декабря по озеру Щучьему на Приполярном Урале было сделано большое исследование за 24 тыс. лет, и у них по озерным отложениям получилось все то же самое. Резкий взлет температуры в начале голоцена, связанный в основном с орбитальными параметрами Земли, и потом постепенное охлаждение.

Фото: Яромир Романов / Znak.com

— То есть с атлантического периода снят статус климатического оптимума голоцена?

— Скорее сейчас он рассматривается как региональный период, характеризовавшийся для Европы повышением влажности и температуры.

— Но теплые периоды все-таки были?

— Например, во II–III веках нашей эры, на которые приходится ренессанс Римской империи. Далее средневековый оптимум около 1000 года. Этот период опять же был наиболее выражен в Европе. В этот период, как считается, на территории Англии вызревал виноград, а Гренландия действительно стала зеленой.

На Ямале также фиксируется небольшое потепление, примерно на 0,5 градуса от средних величин. Нынешнее потепление, напомню, составляет 1,5 градуса. В масштабе короткого периода в 30–40 лет в более отдаленной исторической ретроспективе с ним сопоставимо потепление IV–III века до нашей эры.

Если мы будем смотреть 20-летний период, то вообще окажется, что нынешний теплый период находится в рамках голоцена на 40-м месте по температурным параметрам. То есть были периоды, когда было намного теплее. В таких промежутках и с такой скоростью температура повышалась в прошлом около 200 раз. Но если мы возьмем промежуток изменчивости в 50 лет, то нынешний период будет уже самым теплым. К тому же все перепады происходили с высокой скоростью от холодного периода к теплому. Так, чтобы было тепло и температура пошла еще выше — такого не было. Просто появился такой мощный фактор, как углекислый газ. С конца XIX века его концентрация в атмосфере выросла с 270 до 410 ppm (миллионных долей. — Прим. Znak.com). То есть в полтора раза. Минимум углекислого газа, кстати, был зафиксирован в начале XVII века. По одной из версий, это было связано с открытием Америки.

— В каком смысле?

— Туда завезли болезни, и из 60 млн жителей Американского континента до колонизации через 100 лет осталось только 5 млн человек. Поля заросли лесом, лес поглотил углекислый газ из атмосферы, и начался малый ледниковый период.

«Не исключено, что извержение Йеллоустоуна приведет к концу нашей цивилизации»

— Есть красивая версия о том, что малый ледниковый период привел Ганзейский союз к краху, так как их порты на Балтике стали замерзать?

— По нашим данным, температура упала на 4–5 градусов. На самом деле антропогенный фактор начала малого ледникового периода — это одна из теорий. Были и другие причины. В частности, 1600 год — это извержение вулкана Уайнапутина на территории Перу. Оно привело к резкому похолоданию длительностью около трех лет. Сильнее всего это сказалось на европейской части России. С 1600 по 1602 год, судя по летописям, был неурожай. В результате погибло несколько тысяч человек только в одной Москве. На Руси начался голод, и все это совпало со Смутой. Поэтому в шутку мы говорим студентам, что 4 ноября мы в России отмечаем окончание последствий извержения вулкана Уайнапутина.

— Насколько я понимаю, это не единственный пример?

— Сейчас научный мир скорее склонен к изучению периодов резкого, почти катастрофического ухудшения условий, которые как раз и приводили к общественным преобразованиям в древности. Так, недавно закончилось совместное исследование нашего сотрудника Владимира Кукарских и сотрудника кафедры истории России УрФУ Рустама Ганиева. Они сумели доказать, что извержение одного из вулканов в 627 году привело к краху Восточно-тюркского каганата в Монголии. После извержения три года там выпадал обильный снег, скот кочевников не мог добраться до еды и вымер, следом началось вымирание самого населения. После серии извержений в 536–540 годах в Европе наступил Late Antique Little Ice Age (позднеантичный малый ледниковый период. — Прим. Znak.com). Случилось сильнейшее за последние 2 тыс. лет похолодание. Одним из следствий резкого ухудшения климата принято считать Юстинианову чуму (погубила на Востоке и в Восточной Европе около 66 млн человек, в том числе 60% населения Константинополя. — Прим. Znak.com). Подобные катастрофические вещи, в том числе связанные с извержением вулканов, это еще одна наша специализация.

— Почему?

— Дело в том, что после крупных вулканических извержений у деревьев формируются аномальные кольца. Например, извержение вулкана Тамбора в 1815 году на территории Малайского архипелага. И потом был так называемый «год без лета» в 1816 году. Из-за того что температуры летом после таких извержений могут опускаться до минусовых значений даже в июле, у деревьев образуются морозобойные кольца. То есть клетки погибают. Это кольцо ослаблено, и по нему часто идут трещины. (Показывает образец древесины с трещиной, датированной 1627 годом до нашей эры.) Подобные кольца обнаружены в Северной Америке и других районах. Очевидно, что это было глобальное событие.

— Какое?

— Извержение вулкана. Об этом известно благодаря сопоставлению с данными ледовых колонок. Они сохраняют в себе следы сульфатов, выбрасываемых при извержении. Касательно событий 1627 года до нашей эры, еще лет 20 тому назад весь научный мир считал, что это последствие извержения вулкана Санторин в Эгейском море, которое погубило Минойскую цивилизацию. Сейчас позиция такая, что скорее всего это был не Санторин. Так как это должно быть не просто крупное извержение, а крупное извержение в экваториальной части Земли: в Индонезии, Перу, Эквадоре, Мексике. Только такие могут приводить к глобальному похолоданию. Сейчас, например, самое мощное извержение — это извержение 536 года на юге Мексики. Камчатские вулканы хоть и дают сильные извержения, но к таким последствиям не приводят.

Фото: Roman Denisov/Global Look Press

— Связано ли это с особенностями переноса воздушных масс?

— Во-первых, высота извержения должна быть несколько десятков километров, чтобы основная часть попала не в тропосферу, где она сразу осядет, а в стратосферу, где она расползется вокруг Земли пленкой. Эта пленка отражает солнечные лучи, не давая им разогревать поверхность планеты. Второе, из-за особенности переноса воздушных масс именно извержения в экваториальных зонах способны дать такое расползание.

— То есть можно не опасаться извержения Йеллоустоуна, раз он расположен в Северной Америке?

— Смотря как рванет. Его ведь сопоставляют с извержением вулкана Тоба в Индонезии, которое произошло 74 тыс. лет тому назад. Оно было примерно в десять раз сильнее, чем самое сильное извержение вулкана в голоцене. Считается, что исчезновение Homo sapiens в Китае и Индии было связано как раз с этим извержением. Йеллоустоун, как ожидается, будет таким же. Поэтому не исключено, что оно приведет к концу нашей цивилизации.

Ссылка: https://www.znak.com/2020-01-31/chem_grozit_zemle_teplyy_yanvar_i_suchestvuet_li_globalnoe_poteplenie_intervyu_s_doktorom_uro_ran

Нынешнюю зиму северная Венеция живет при температурах настоящей Венеции, и народ всуе называет это глобальным потеплением. В 2012-м, когда в Венеции (не северной) льдом сковало каналы, народ ехидничал: ну и где потепление? Ни та аномалия, ни эта не доказывают ничего, уверял в ТАСС директор Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова Владимир Катцов. Считаются не отдельные явления, а многолетняя тенденция. А вот она уже такова, что в конце минувшего года правительство России утвердило национальный план мероприятий первого этапа адаптации к изменению климата.

Не так плохо. Но тревожно

Всемирная метеорологическая организация назвала 2019 год вторым «по теплости» за всю историю инструментальных наблюдений. Лидером остается 2016-й. Минувшее десятилетие стало теплейшим, да и вообще с 1970-х каждое последующее десятилетие теплее предыдущего.

Это предрекал еще полвека назад советский климатолог, один из виднейших в мире, тогдашний директор Воейковской обсерватории Михаил Будыко (только что исполнилось 100 лет со дня его рождения). В его научно-популярной книжке «Влияние человека на климат», изданной в 1972 году, прогнозировался рост средней глобальной температуры на 0,18 градуса Цельсия в десятилетие. Что и имеем.

Температурный график Всемирной метеорологической организации иногда чуть срывается (на холодные годы), но в целом упорно лезет вверх на 0,2 градуса в десятилетие.

- Цифры могут и не впечатлить, это всего лишь десятые доли градуса. Но речь о средней глобальной температуре, которая вообще-то очень устойчива, - комментирует Владимир Катцов.

В России, по данным Росгидромета, теплеет в 2,5 раза быстрее, чем в среднем по планете: у нас огромные пространства суши, а ей нагреться легче, чем воде. Академик Будыко, кстати, относился к потеплению с оптимизмом: больше возможностей для сельского хозяйства, что нашей (в целом северной) стране не помешает. Но мы осваиваем севера, а арктическая зона теплеет еще быстрее прочей России, на три четверти градуса в десятилетие: меньше поверхность льда - меньше отражает - больше нагревается. Вечная мерзлота уже не такая вечная - может быть разрушено до трети тамошней инфраструктуры.

В 2017 году Росгидромет опубликовал доклад о климатических рисках на территории России. Среди них - риски для здоровья населения (из-за интенсивных волн тепла, пожаров, ураганов, наводнений), «климатическая» миграция (приток людей из уязвимых регионов), ускоренный износ зданий, увеличение осадков, нашествие насекомых-вредителей... И так далее; доклад на ста с лишним страницах.

Как успокаивает Владимир Катцов, по сравнению с напастями, которые пророчат некоторым государствам (к примеру, островным), «не все так плохо». Но добавляет: «Хотя тревожно». Есть с чего. По словам Сергея Журавлева, и. о. директора Государственного гидрологического института, в начале девяностых в стране за год набиралось до 150 - 200 опасных гидрологических явлений, а в прошлое пятилетие доходило и до 300. Вспомним наводнение в Иркутской области минувшим летом.

Из серии «не все так плохо»: на большей части территории страны так называемый минимальный зимний сток рек увеличивается, и это хорошо для производств, зависящих от воды. Или, скажем, Тихвин: его постоянно подтапливало каждые два года, но последнее серьезное наводнение было в 2013-м, и в этом году высокого половодья тоже не ожидают.

И если для Урала, Восточной Сибири и Дальнего Востока ученые прогнозируют рост экстремальных гидрологических явлений, то для европейской части России и Западной Сибири это маловероятно. И в целом, отмечает Журавлев, годовое распределение стока рек становится равномернее. А значит, такие процессы уже можно просчитать и подготовиться к ним.

Однако, добавляет Сергей Журавлев, в стране немало регионов и с нехваткой водных ресурсов. Так что, не исключено, встанет вопрос о межбассейных перебросах. Конечно, не такой могучий поворот рек, как в Китае (там воды Янцзы перебрасывают в Хуанхэ), но небольшие перебросы могут понадобиться, считает Журавлев.

Нет плохой погоды?

По Парижскому соглашению, сменившему Киотский протокол, 1,5 градуса потепления к 2050 году - это крайнее, что человечество еще может себе позволить без совсем уж пренеприятных последствий. Но это считая с доиндустриального периода. «А один градус с тех пор уже практически выбран», - предупреждает Катцов.

Россия соглашение приняла, но не ратифицировала (значит, имеет больше свободы в том, насколько ретиво следовать решениям международных климатических конференций); США из соглашения вовсе вышли. И это можно бы счесть не слишком большой встревоженностью политиков. Или по крайней мере не слишком большой верой в то, что потепление - вина человека.

На климат влияют три обстоятельства: поток приходящей солнечной радиации (это зависит и от орбиты Земли, и от активности самого солнца); отраженное излучение (меньше ледяного покрова - меньше отражается; больше аэрозолей в атмосфере - солнечным лучам труднее прорваться к поверхности земли); поток теплового излучения (в отличие от аэрозольных парниковые газы, наоборот, не позволяют теплу, пришедшему от солнца, возвращаться в космос). И если огрублять, зона влияния человечества - только парниковые газы, а тут есть игроки и помощнее нас: Мировой океан поглощает парниковый CO2, а крупное извержение вулкана способно охладить атмосферу на годы.

Как говорит Владимир Катцов (он входит в межправительственную группу экспертов по изменению климата IPCC, которая готовит доклады для мировых политиков), неверие в причины изменения климата существует и будет существовать. Но «профессиональная климатическая наука полагает, что повышение концентрации парниковых газов с середины ХХ века - с высокой степенью вероятности ответственность человека».

Нынешняя концентрация парникового газа СО2 в атмосфере, уверяют климатологи, не имеет прецедента за 22 тысячи лет. Это не великий срок. Но палеоклиматологи утверждают, что такой концентрации не было по меньшей мере 800 тысяч лет.

По оценке видной страховой компании немецкой Munich Re, самый крупный суммарный годовой ущерб причиняют явления, связанные с погодой и климатом. Правда, и потому, что возводится больше объектов, растет численность населения - следовательно, больше пострадавших.

В докладах, которые оглашаются перед Всемирным экономическим форумом, экстремальные погодные явления последние годы держатся в лидерах среди глобальных рисков. Наряду с миграцией и компьютерными угрозами. Но сейчас эти явления впервые отодвинули на второе место риск, связанный с оружием массового поражения. Для понимания: оценивались риски не сами по себе, а риски неспособности властей как-то удерживать их под контролем. То есть с оружием массового поражения мировые власти как-то управляются, с погодными явлениями - нет.

...Первый этап национального плана адаптации прописан до 2022 года. Как формулируют эксперты, «стране предлагается осмотреться и изготовиться для следующего рывка».

Ссылка: https://spbvedomosti.ru/news/country_and_world/zima-prokhodit-mimo-rossiya-nachnet-pervyy-etap-adaptatsii-k-izmeneniyam-klimata/

Ирландский центр высокопроизводительных вычислений (Irish Centre for High-End Computing, ICHEC) завершил всестороннее моделирование возможных изменений климата в глобальном масштабе. Речь, в частности, идёт о росте температуры, изменениях ледового покрова и уровня осадков.

Отмечается, что 2019-й стал вторым самым жарким годом в истории наблюдений, уступив только 2016-му, когда средняя температура была выше на 0,04 градуса Цельсия. В таких условиях моделирование климата поможет понять, что ожидает человечество в ближайшие годы.

Специалисты ICHEC выполняли работы на установленном в центре суперкомпьютере под названием Kay. Эта система обладает производительностью на уровне 665 Тфлопс.

Платформа Kay объединяет 336 узлов на базе Intel Skylake со 192 Гбайт оперативной памяти; 16 узлов Intel Knights Landing; шесть узлов с процессорами Intel Skylake и 1,5 Тбайт оперативной памяти; 16 узлов с ускорителями NVIDIA Tesla V100 и другие компоненты.

Полученные в ходе моделирования результаты включают примерно 500 Тбайт данных, которые доступны научному сообществу. Рядовым же пользователям предлагается ознакомиться с визуализациями изменений климата, которые мы приводим в этом материале.

Ссылка: https://servernews.ru/1002537/?

Москва. 30 января. INTERFAX.RU — Период с 2020 по 2024 годы грозит стать самым жарким пятилетием в мировых масштабах за все время наблюдений, сообщает в четверг телеканал Sky News со ссылкой на данные Британской метеорологической служб.

Так, эксперты полагают, что средние температуры за эти пять лет будут на 1,15 — 1,46 градусов по Цельсию выше, нежели у температур в доиндустриальный период человечества. В то же время, напоминает Sky News, предыдущие пять лет также считаются самыми жаркими с момента начала наблюдений — в среднем на 1,09 градусов по Цельсию выше прежних показателей.

При этом, отмечает телеканал, ученые предупреждают, что рост мировых температур необходимо сдержать в пределах 1,5 градусов по Цельсию — нормы, предписанной Парижским соглашением по климату от 2015 года.

«Если исключить вероятность масштабной вулканической активности, эти предсказания показывают, что мы стремительно приближаемся к точке, когда мы увидим временные переходы глобальных температур за отметку в 1,5 градусов по Цельсию“, — цитирует телеканал слова ответственного за долгосрочные прогнозы в Британской метеорологической службе Адама Шейфа.

Также в службе отметили, что ввиду продолжающегося потепления на Земле „окно возможностей сужается“ для реагирования на эту ситуацию.

Отмечается, что потепление, в первую очередь, будет затрагивать северные районы Европы, Азии и Северной Америки, а также Северную Атлантику.

Парижское соглашение по климату вступило в силу 4 ноября 2016 года после выполнения условия о его ратификации 55 сторонами Рамочной конвенции ООН об изменении климата, на долю которых приходится более 55% объема глобальной эмиссии парниковых газов. Россия ратифицировала соглашение в 2019 году.

Однако президент США Дональд Трамп в 2017 году объявил о выходе США из этого соглашения, что вызвало критику международного сообщества. Парижское соглашение обязывало США к 2025 году сократить выбросы парниковых газов на 26−28% по сравнению с уровнем 2005 года.

В декабре 2019 года в Мадриде состоялась конференция ООН по изменению климата. Участники конференции после споров и нескольких безуспешных попыток, в конце концов, согласовали финальный документ. В итоговом заявлении они призвали государства принимать меры для выполнения условий Парижского соглашения по климату от 2015 года, однако конкретных мер и шагов в этом документе не прописано.

Ссылка: https://pogoda.mail.ru/news/40392260/

22 – 23 января 2020 года в Исполнительном комитете СНГ в Минске прошло заседание экспертной группы по согласованию проекта Плана мероприятий по реализации Стратегии развития гидрометеорологической деятельности государств – участников Содружества Независимых Государств на 2021–2025 годы.

В заседании участвовали представители Беларуси, Казахстана, России, Таджикистана, Узбекистана и Исполкома СНГ.

Обсудив замечания и предложения стран Содружества к проекту Плана, эксперты согласовали документ, решив внести его в установленном порядке на рассмотрение Экономического совета СНГ.

План мероприятий по реализации Стратегии развития гидрометеорологической деятельности государств – участников Содружества Независимых Государств на 2021–2025 годы разработан Межгосударственным советом по гидрометеорологии СНГ при участии Армении, Беларуси, Казахстана, Кыргызстана, России, Таджикистана и Узбекистана. Он будет способствовать дальнейшему укреплению и расширению международного сотрудничества в области гидрометеорологии.

План представляет собой перечень мероприятий, корреспондирующихся со Стратегическим планом Всемирной метеорологической организации (ВМО), реализация которых направлена на выполнение Стратегии развития гидрометеорологической деятельности стран Содружества.

При подготовке проекта учитывались итоги 18-го Всемирного метеорологического конгресса (3–4 июня 2019 года, Женева), который определил приоритеты и направления будущей деятельности ВМО на новое четырехлетие, в числе которых:

повышение готовности к экстремальным гидрометеорологическим явлениям и сокращение вызываемых ими потерь жизни и имущества;

оказание поддержки принятию решений, обоснованных с климатической точки зрения, для повышения сопротивляемости и адаптации к рискам, которые связаны с климатом;

повышение социально-экономической ценности метеорологического, климатического, гидрологического и соответствующего связанного с окружающей средой обслуживания.

Ссылка: http://www.cis.minsk.by/news/12913/strany_sng_prodolzhat_sotrudnichestvo_v_oblasti_gidrometeorologii

В чем не прав Александр Городницкий

Комментировать статьи Александра Городницкого по климату достаточно легко — ошибки лежат на поверхности. В принципе, климатические упражнения Городницкого можно было бы и проигнорировать ввиду их научной несостоятельности, но вот беда — Александр Моисеевич всё же доктор наук (пусть и не по климатологии, но по другой естественнонаучной специальности) да еще и известный бард, к чьим словам люди прислушиваются.

Итак, начнем с очевидных ошибок в статьях (вернее сказать, статье, потому что вторая статья почти полностью повторяет первую) доктора Городницкого.

Что поразило больше всего лично меня, это удивительные хронологические и логические несоответствия, которые бросаются в глаза любому читателю, но которые не смущают самого автора. Например, А. Г. пишет: «миф о глобальном потеплении, сформулированный впервые американским политиком Альбертом Гором несколько десятилетий назад и приведший к соглашениям в Киото в 1997 году» — и несколькими абзацами ниже поясняет, что мифу дала начало книга Гора «Неудобная правда», выпущенная в 2007 году! Видимо, неудобная правда заключается в том, что авторы Киотского протокола, владея технологиями перемещения во времени, из середины 1990-х метнулись в ­2007-й, чтобы прочитать книгу Гора…

Еще пример: «До начала XXI века вообще не существовало никакой научной теории парникового эффекта и влияния парниковых газов на тепловые режимы атмосферы», а буквально абзацем раньше: «Идея о разогреве земной атмосферы парниковыми газами впервые была высказана в конце XIX столетия известным шведским ученым Сванте Аррениусом (1859–1927)». Речь идет о статье Аррениуса, которую он опубликовал в апреле 1896 года и в которой была представлена одна из первых теорий парникового эффекта [1].

Атмосферный парниковый эффект на пальцах

Если бы атмосфера Земли была прозрачна для всех длин волн, то равновесие между поглощением солнечного света и тепловым излучением Земли произошло бы при средней температуре –15 °С — всё бы замерзло. На самом деле эта величина зависит от широты, но для ориентации оценка годится. Мы точно знаем, что Земля намного теплей. Причина в парниковом эффекте. Сразу отметим, что процесс в атмосфере происходит не совсем так, как в теплицах, но название закрепилось намертво.

Для начала предположим, что облаков нет — этот случай проще. Тогда солнечный свет беспрепятственно достигает поверхности и нагревает ее. Поверхность излучает на других длинах волн — в основном больше 5 микрон. Но в этом диапазоне у атмосферы есть широкие спектральные интервалы низкой прозрачности из-за парниковых газов. Это прежде всего водяной пар и углекислый газ.

Но от равновесной температуры никуда не денешься: Земля обязана излучить всю энергию, которую она получила от Солнца (пренебрегаем нагревом океана и собственным теплом Земли). Излучение для нее — единственный способ охлаждения. И сделать это она может только при эффективной температуре, близкой к равновесной. Так это и происходит: Земля излучает при эффективной температуре –15 °С (термин «эффективная» включает в себя правильное усреднение по широте и спектру), но не с поверхности, а из высоких слоев тропосферы, где температура как раз такого порядка. Это та высота, откуда инфракрасные фотоны беспрепятственно улетают в космос. А на поверхности температура в то же время намного выше, это нам хорошо известно, и понятно, почему это так. Температурная зависимость воздуха от высоты, как правило, определяется адиабатическим законом. Если есть вертикальная конвекция, то воздух, поднимаясь, охлаждается, а опускаясь, нагревается, и температурная кривая с высотой соответствует адиабате. Это типичный случай.

Чем больше концентрация парниковых газов, тем выше должны излучаться фотоны, чтобы они могли улететь в космос, значит, тем выше должен лежать слой с эффективной температурой –15 °С. А соотношение температур для разных высот остается тем же. Значит, у поверхности потеплеет при росте концентрации парниковых газов.Обычно парниковый эффект объясняют переносом фотонов, по сути их диффузией, где вместо рассеяния происходит поглощение и излучение. Поскольку источник тепловых фотонов — поверхность Земли (именно она переводит один фотон света в несколько инфракрасных фотонов), то концентрация ИК-фотонов, а следовательно, и температура должны убывать снизу вверх. При этом, если нет конвекции, то температурный перепад получается еще больше, и земля бы нагрелась гораздо сильней. Но это неустойчивый вариант — конвекция обязательно начнется и сгладит перепад температуры до соответствия адиабате.

Облачность меняет картину, она становится более сложной, равновесная температура немного падает, но парниковый эффект в целом продолжает работать, иногда даже сильней — экстремальным примером такой ситуации является Венера.Это объяснение, конечно, содержит сильные упрощения (в частности, основные вычислительные проблемы «сидят» в усреднении по спектру, перенос фотонов приходится считать численно), но в целом ухватывает главные эффекты. Из вышесказанного, в частности, ясно, что атмосферная конвекция не отменяет парниковый эффект, как гласит распространенное заблуждение, а формирует его.

Есть несколько забавных ляпов, которые бросаются в глаза человеку, хотя бы немного знакомому с физикой. Например, в первой статье он путает парциальное давление газов (которое измеряется в гектопаскалях) и мольную концентрацию (в ppmv, или в объемных частях на миллион). Правда, во второй статье этого ляпа уже нет. В другом месте он путает наклон оси вращения Земли относительно плоскости эклиптики (плоскости, которую образует Земля, вращаясь вокруг Солнца) с прецессией, называя его «углом прецессии». Ну а лично мой любимый ляп вот этот: «молекулы CO2 способны нагреваться за счет поглощения инфракрасного излучения», — молекулы не ­могут ­«нагреваться», поскольку «температура молекулы» не имеет физического смысла.

Уже эти огрехи должны были бы насторожить внимательного читателя и заставить его задать себе вопрос: «Что за чушь я читаю?!» Теперь несколько менее очевидных ошибок, заметить которые может только читатель, обладающий специальными знаниями.

«…По данным академика В. М. Котлякова и нашим наблюдениям за снежным покровом Полюса относительной недоступности Антарктиды, масса льда и снега этого континента за последние 30–40 лет существенно увеличивалась» — это утверждение не соответствует действительности (да и никаких наблюдений за снежным покровом на Полюсе недоступности никто не ведет, возможно, А. Г. путает его со станцией «Восток»). В статье 2017 года Владимир Михайлович Котляков пишет: «…в современную эпоху глобального потепления масса льда в Антарктиде, по-видимому, убывает» [2]. По изменению массы ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии последние годы вышло множество научных статей, в том числе и несколько обзорных. Изменение массы полярных ледников изучается тремя независимыми способами: масс-балансовым методом, спутниковой альтиметрией (точным измерением высоты поверхности ледника) и изменением силы тяжести. Эти методы дают один и тот же результат: начиная с 1990-х годов Антарктида теряет массу; в основном эти потери локализованы в Западной Антарктиде и на Антарктическом полуострове; в Восточной же Антарктиде есть зоны, где масса прибывает и где убывает, в целом же ее баланс массы статистически неотличим от нуля [3]. С 1992 по 2017 год Антарктида потеряла около трех триллионов (три миллиона миллионов) тонн льда. То же самое происходит и в Гренландии, только она теряет массу по всей периферии ледяного щита.

Гляцио-буровой отряд станции «Восток». Фото со страницы Алексея Екайкина в «ВКонтакте»

Тот факт, что ледники Земли тают, согласовывается с независимыми данными о росте уровня Мирового океана. Сейчас уровень моря растет примерно на 3.5 мм/год, но скорость роста постоянно увеличивается. В XX веке рост уровня моря наполовину объясняется тепловым расширением воды (при нагреве ее объем увеличивается!) и таянием горных ледников, а в XXI веке основной вклад будут давать тающие полярные щиты Гренландии и Антарктиды.

Откуда же Городницкий взял тезис о росте массы Антарктиды? Честно говоря, не знаю. Возможно, он путает баланс массы ледника и скорость накопления снега в зоне аккумуляции. Действительно, есть данные, что скорость накопления снега (количество снега, которое ежегодно выпадает из атмосферы и откладывается на поверхности в виде снежного покрова) в центральной Антарктиде немного выросла за последние 200 лет [4]. Но это лишь приходная часть баланса массы! Расходная часть баланса массы (течение льда с материка в океан, откол айсбергов и таяние ледяных шельфов) тоже выросла, причем сильнее, чем приходная часть.

Роль воды в парниковом эффекте

Вода при ее средней концентрации в атмосфере сильнее поглощает тепловое излучение, чем углекислый газ. Почему при этом всех беспокоит именно повышение концентрации СО2? Дело в том, что водяной пар может очень быстро появляться и исчезать, а концентрация СО2 стабильна — углекислый газ может лишь медленно накапливаться или медленно поглощаться, он не может быстро конденсироваться. Таким образом, углекислый газ — ведущий фактор, а водяной пар — ведомый, его концентрация зависит от концентрации СО2 через температуру — чем сильней парниковый нагрев от углекислого газа, тем больше воды в атмосфере — это положительная обратная связь, усиливающая парниковый эффект.

С другой стороны, водяной пар сглаживает адиабату, которая определяет высотную зависимость температуры: «мокрая» адиабата положе «сухой» из-за того, что в восходящем потоке конденсируется водяной пар и выделяется тепло. В этом смысле водяной пар смягчает парниковый эффект, который сам же и усиливает.

Таким образом, водяной пар в целом дает сильный эффект, но скорей в порядке обратной связи (и положительной, и отрицательной), а не как самостоятельный фактор.

«Нет ни одного достоверного доказательства влияния парниковых газов на климаты Земли». Таких доказательств сотни! И многие из них были известны задолго до публикации книги Гора и Киотского протокола. Парниковый эффект, наряду с изменением солнечной инсоляции ­(приходящей энергии Солнца) и геологическими факторами, на протяжении всего XX века рассматривался климатологами в качестве основного фактора, влияющего на климат планеты. Примеров можно привести великое множество. Похолодание каменноугольного периода связывают с бурным развитием растительности, которая изъяла много углекислого газа из атмосферы. Оптимум эоцена (одна из самых теплых эпох в истории планеты) 52 млн лет назад объясняется очень высокой концентрацией CO2, которого в атмосфере тогда было порядка 500–1000 ppm. Последовавшее затем постепенное снижение количества углекислого газа привело к такому же постепенному похолоданию, которое в конце концов закончилось образованием полярных (сначала в Антарктиде, потом в Северном полушарии) и горных оледенений. Да и антропогенное влияние на климат вовсе не новость. Весьма активно об этом писали уже в 1960-х годах. В 1972 году российский климатолог Михаил Иванович Будыко издал монографию «Влияние человека на климат» [5], где, используя относительно простые модели, довольно точно предсказал и концентрацию CO2 в атмосфере к концу XX века, и рост температуры воздуха. Логика его была проста: численность населения будет расти в геометрической прогрессии (когда он издал монографию, людей на Земле было около 3,5 млрд сейчас более 7 млрд, соответственно будет расти и производство энергии, а значит, и потребление топлива, которое, в свою очередь, увеличит содержание CO2 в атмосфере и вызовет рост температуры воздуха. Парниковый эффект тогда, 50 лет назад, для климатологов секретом не был.

«…Вначале менялась температура, и только вслед за ней, через 500–600 лет концентрация CO2». Нет, это не так. Осреднение палеоклиматических данных по всей планете говорит о том, что при переходе от последнего оледенения к межледниковью (20–10 тыс. л. н.) сначала увеличивалась концентрация CO2, а вслед за ней с отставанием примерно на 460 лет росла температура воздуха [6]. Но значит ли это, что именно углекислый газ был первопричиной климатических колебаний в прошлом? Нет, не значит. Всё было немного сложнее. Первопричиной являются астрономические циклы (так называемые циклы Миланковича), в ходе которых немного меняется геометрия орбиты вращения Земли вокруг Солнца, и за счет этого меняется количество приходящей от светила энергии. Таких циклов несколько. Во-первых, с периодом в 40 тыс. лет немного изменяется наклон оси вращения Земли к плоскости эклиптики. Чем больше наклон оси (чем сильнее планета «завалена на бок»), тем больше энергии северное полушарие получает летом и тем меньше зимой (и наоборот в южном полушарии). Следующий период — 26 тыс. лет — связан с так называемой «прецессией равноденствий». Что это такое? Поскольку орбита Земли не идеально круглая, наша планета то чуть ближе, то чуть дальше от Солнца, причем ближе всего к светилу (в точке перигелия) мы в январе, а дальше всего (в афелии) — в июле. Так вот, за счет прецессии даты прохождения перигелия и афелия всё время немного смещаются. 13 тыс. лет назад Земля проходила точку перигелия в июле, соответственно в северном полушарии летом за счет этого фактора энергии поступало чуть больше, а зимой — чуть меньше (и наоборот в южном полушарии). Наконец, есть ещё циклы (главный из которых около 90 тыс. лет), связанные с эксцентриситетом орбиты, т. е. с вытянутостью эллипса, по которому Земля вращается вокруг Солнца. Чем более круглая у нее орбита, тем меньше влияние прецессии.

Таким образом, в ходе циклов Миланковича северное полушарие (а именно оно является ведущим, когда речь идет о климатических изменениях на планете) получает то немного больше, то немного меньше солнечной энергии. Но этих флуктуаций энергии недостаточно, чтобы объяснить амплитуду температурных изменений на планете в прошлом, нужны еще какие-то факторы. Изменение солнечной инсоляции служит толчком, который запускает каскад других процессов. Небольшое увеличение приходящей солнечной энергии 20 тыс. лет назад в северном полушарии в летний период привело к небольшому сокращению материкового оледенения, ослаблению меридиональной циркуляции воды в Атлантике, изменению углеродного цикла планеты и, как следствие, увеличению концентрации CO2 в атмосфере. И вот уже в ответ на усиление парникового эффекта началось резкое потепление и необратимый распад ледниковых щитов Евразии и Северной Америки. Этому процессу способствовали и другие факторы, например, уменьшение площади ледников снижает альбедо (отражательную способность) планеты. Чем ниже альбедо — тем более темной выглядит поверхность — тем больше энергии она получает от Солнца — тем выше температура — тем сильнее таяние ледников и т. д.

В настоящее время механизм климатических изменений другой, но об этом ниже.

«…В атмосферу поступает около 7–10 млрд тонн углекислого газа, или 1.9–2.7 млрд тонн чистого углерода». В первой статье Городницкого приводились мéньшие цифры, но и эти, исправленные, сильно занижены. В настоящее время за счет сжигания ископаемой органики человек ежегодно выбрасывает в атмосферу 9,9 млрд тонн углерода (или около 40 млрд тонн СО2), еще 1.4 млрд тонн дает землепользование. Из них 2.5 млрд тонн растворяется в океане (повышая его кислотность), а 3.8 млрд тонн потребляется наземной растительностью. Остаток — около 5 млрд тонн в год — накапливается в атмосфере [7].

Концентрация CO2 в атмосфере сейчас достигла величины 405 ppm — это гораздо больше, чем за предыдущий миллион лет, когда она менялась в пределах от 180 ppm (в холодные эпохи) до 280 ppm (в теплые).

«В противовес примитивной гипотезе зависимости климата только от одной причины — концентрации в атмосфере парниковых газов…» Вот эта фраза выдает Александра Моисеевича с головой: он понятия не имеет, какими методами оперирует современная климатология. Климатические модели учитывают и приходящую солнечную активность, и вулканическую активность, и взаимодействие атмосферы с океаном и сушей, и альбедо поверхности, и многие другие факторы, включая, конечно же, парниковые газы. Если выключить влияние парниковых газов, ни один из оставшихся факторов, в том числе солнечная активность, о которой Городницкий так много пишет, ни все они вместе не способны объяснить наблюдаемые с 1970-х годов изменения климата.

Чем же отличается современное потепление от прошлых эпох, когда температура на Земле повышалась, а влияния человека явно не было? Давайте разбираться.

Причины потепления в конце прошлой ледниковой эпохи 20–10 тыс. лет назад мы уже кратко рассмотрели. Как и современное потепление, то было глобальным, т. е. в той или иной мере оно охватывало все области планеты. Первопричиной его было плавное и медленное увеличение солнечной инсоляции летом в северном полушарии в рамках цикла Миланковича, которое послужило триггером, включившим механизм парникового эффекта. Скорость изменений была достаточно низкой: за 10 тыс. лет температура планеты выросла на 3,5 ºС (в тропиках меньше, в полярных районах больше), т. е. на 0,035 ºС/100 лет. В современную же эпоху скорость потепления порядка 1 ºС/100 лет, а если взять период с 1970 года, то и того больше — 1,5 ºС/100 лет! Только представьте, скорость изменений сейчас в 40 раз выше, чем при таком масштабном глобальном событии, как окончание ледникового периода… Как указано выше, никакими природными факторами этот процесс объяснить невозможно. Солнечная активность с 1960-х годов несколько снизилась (а не росла, как пишет Городницкий), немного компенсируя влияние парникового эффекта. Что до циклов Миланковича, то в масштабе сотни лет их влияние слишком мало, чтобы оказать заметное влияние на климат.

Ну а как насчет климатических аномалий исторического периода, на которые ссылается А. Г., — средневекового потепления (800–1200 годы н. э.) и похолодания Малой Ледниковой Эпохи (1300–1850 годы н. э.)? Самое главное, что о них нужно знать: они не были глобальными. Потепление в одном регионе могло сопровождаться отсутствием температурной аномалии (или даже похолоданием) в другом регионе, поэтому при глобальном осреднении климатическая кривая Земли за последние несколько тысяч лет выглядит довольно гладкой и лишь в конце XX века задирается вверх [8]. Концентрация CO2 в те эпохи менялась несильно, и наблюдаемые региональные аномалии объясняются солнечной и вулканической активностью.

Иными словами, чисто природные причины климатических изменений в далеком прошлом не исключают, что сейчас основная причина изменений — антропогенная. И с другой стороны, тот факт, что сейчас за климатические изменения ответственность несёт человек, не означают, что в древние эпохи, когда деятельность человечества была куда менее активной, чем сейчас, не могло быть естественных изменений климата. Но — повторим — нынешние антропогенные климатические изменения абсолютно беспрецедентны за последние тысячи лет как по скорости событий, так и по их глобальному охвату.

Ждет ли нас в будущем похолодание? Вряд ли. Основной фактор — парниковый эффект — будет действовать еще много десятков лет, даже если мы начнем снижать выбросы прямо завтра. В более отдаленную эпоху нас мог бы ждать очередной ледниковый период, поскольку мы, действительно, находимся на нисходящей фазе цикла Миланковича. Но увы, при концентрации CO2 в атмосфере больше 400 ppm эти циклы практически перестают действовать, и следующая ледниковая эпоха нам не грозит…

И в завершении еще одна фраза из Городницкого, которая не является полностью неверной, но на ней тем не менее тоже хочется остановиться:

«Увеличение концентрации этого газа в земной атмосфере, безусловно, является полезным фактором, существенно повышающим продуктивность сельского хозяйства».

Действительно, при увеличении парциального давления CO2 продуктивность растений увеличивается — правда, не бесконечно (есть оптимальная концентрация, после которой продуктивность будет снижаться), и у всех по-разному. Да и вообще понятно, что одних минусов не бывает, всегда найдутся и плюсы. Но здесь мы вступаем на скользкий путь сложных финансовых подсчетов прибылей и убытков. В том же сельском хозяйстве эффект от увеличения продуктивности может быть сведен на нет убытками от увеличения частоты экстремальных погодных условий, от болезней и паразитов. Что лучше — рост в сельском хозяйстве или убытки при разрушении сооружений в зоне многолетней мерзлоты? При сокращении морского льда в Арктике что лучше — выгоды для судоходства (и это лишь при условии, что Россия обзаведется соответствующей инфраструктурой) или ущерб для местных экосистем и коренных народов?

Так или иначе, с очень большой вероятностью к концу XXI века ущерб от климатических изменений существенно превысит возможную прибыль…

А есть ведь еще и этические вопросы! Сможем ли мы наслаждаться гипотетическим подъёмом сельского хозяйства на Северо-Западе России, зная, что во многих регионах Африки и Азии от засухи и голода гибнут люди? что целые страны Океании будут вынуждены искать себе новую территорию для проживания? что по всему миру гибнут уникальные экосистемы? Оставляю эти вопросы открытыми — ответьте на них для себя сами.

А закончить эту заметку можно фразой из самого Городницкого: «… проблемами изменений климата должны заниматься профессиональные ученые, а не дилетанты и политики». Вот с этим я абсолютно согласен!

Алексей Екайкин,
гляциолог, полярник, вед. науч. сотр. Лаборатории изменений климата и окружающей среды
Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ)

1. Arrhenius S. On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground. — Phil. Mag. ser. 5, 1896, vol. 41, № 251.
2. Котляков В. М., Глазовский А. Ф., Москалевский М. Ю. Динамика массы льда в Антарктиде в эпоху потепления // Лед и снег. 2017. Т. 57. № 2. С. 149–169, doi: 10.15356/2076-6734-2017-2-149-169.
3. IMBIE team. Mass balance of the Antarctic Ice Sheet from 1992 to 2017 // Nature. 2018. V. 558. Pp. 219–222.
4. Thomas E. R. and others. Regional Antarctic snow accumulation over the past 1000 years // Clim. Past. 2017. V. 13. Pp. 1491–1513.
5. Будыко М. И. Влияние человека на климат. — Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 352 с.
6. Shakun J. D. and others. Global warming preceded by increasing carbon dioxide concentrations during the last deglaciation // Nature. 2012. V. 484. Pp. 49–54.
7. Le Quéré C. and others. Global carbon budget 2018. — Earth Syst. Sci. Data, 2018, v. 10, p. 2141–2194.
8. Neukom R. and others. No evidence for globally coherent warm and cold periods over the preindustrial Common Era // Nature. 2019. V. 571. Pp. 550–554.

Ссылка: https://trv-science.ru/2020/01/28/v-chem-ne-prav-gorodnickij/?

ДАВОС, 24 января. /Корр. ТАСС Юлия Хазагаева/. 50-й по счету Всемирный экономический форум завершился в швейцарском Давосе в пятницу на фоне самой теплой за последние пять лет зимы. Меняющийся климат и то, что за этим последует, на саммите назвали самой главной угрозой человечества на ближайшие 10 лет. Поиску виноватых были посвящены самые яркие дискуссии форума. Однако вопрос о том, как сократить ущерб окружающей среде и в то же время удовлетворить потребности растущего населения планеты, остался открытым.

Тунберг vs Трамп

В первый же день хедлайнером форума стала 17-летняя шведская школьница Грета Тунберг, которая после своего эмоционального выступления в ООН в сентябре прошлого года стала олицетворять голос молодого поколения, недовольного политикой взрослых в отношении климата. Здесь, в Давосе, Грете была отведена честь открывать деловую программу, предваряя выступления таких мировых лидеров, как президент США Дональд Трамп и канцлер ФРГ Ангела Меркель.

Призывы Тунберг, как и ожидалось, сводились к полному запрету добычи полезных ископаемых для остановки повышения средней температуры на планете. Несмотря на радикальность требований молодой активистки, у нее нашлось немало сторонников в политическом и инвестиционном сообществах.

Так, глава Еврокомиссии Урсула фон дер Ляйен с трибуны Давоса заявила, что "Европа без сомнения будет двигаться от экономики, основанной на полезных ископаемых, в сторону цифровой". Она также пригрозила Китаю и другим производителям сырьевых энергоресурсов ввести в ЕС углеродные пошлины на импорт. "Нет никакого смысла снижать выбросы СО2 дома, если мы будем импортировать углерод из-за рубежа", - констатировала она.

За несколько дней до форума основатель и глава крупнейшего в мире инвестфонда Blackrock Ларри Финк в своем письме деловому сообществу объявил, что отныне будет переориентировать инвестиции из углеродных проектов в альтернативные. "Климатический кризис намного более долгосрочная и серьезная проблема для бизнеса, чем инфляция и рецессия нулевых", - написал он в своем открытом письме.

Активность защитников климата давно и по-настоящему волнует нефтегазовый бизнес, признавались участники форума. "Это серьезно. Главы крупнейших нефтегазовых компаний не знают, что делать. Мы эту полемику реально проигрываем", - возмущался глава "Новатэка" Леонид Михельсон в беседе с журналистами. Компании не сидят сложа руки, убежден бизнесмен. "Посмотрите, как Shell переориентировалась с нефти на газ. И все компании много усилий реально прикладывают, чтобы уменьшать эти выбросы", - убеждал он.

Не остается в стороне и нефтяной картель. "Мы в ОПЕК этим очень обеспокоены. Я говорил с несколькими крупными банками здесь, в Давосе. Они заверили меня, что действительно ограничат инвестиции в нефтяные проекты", - поделился в беседе с ТАСС генсек ОПЕК Мухаммед Баркиндо.

В защиту Михельсона, ОПЕК и других "плохих парней" из нефтегазового бизнеса неожиданно выступил Трамп, который назвал экоктивистов "пророками Апокалипсиса". "Они все являются вчерашними неудачниками и хотят, чтобы мы плохо себя чувствовали. Но мы этого не допустим", - заявил американский лидер, планирующий избраться в ноябре этого года на второй срок. С самой Тунберг Трамп лично не знаком, сказал он позже в интервью WSJ, но охарактеризовал ее как "очень сердитую" девочку.

"Мир нуждается в энергии"

При этом опрошенные в кулуарах участники форума признали, что научных и практических предложений о том, как уменьшить выбросы парниковых газов, услышано не было. "Если вы запретите добычу в одном месте, всегда найдутся те, кто сможет заполнить возникшую пустоту, ведь мир нуждается в энергии", - рассуждал глава ВР Боб Дадли в беседе с ТАСС.

Ошибочно полагать, что проблема выбросов решается запретом одних проектов в пользу других, уверен Дадли. "К 2040 году население планеты, вероятно, увеличится еще на 2 млрд человек. А это значит, что миру понадобится на 30-40% энергии больше, ведь это эквивалентно появлению еще одного Китая и США или еще одной Европы и США, - рассуждал он. - С одной стороны, нужно обеспечить энергией растущее население Земли, с другой - сократить выбросы углерода на 50%". По его мнению, решением проблемы может стать углеродный налог, который "сможет в корне изменить поведение людей".

Климатическая политика затронет и российский рынок нефти и газа, считает помощник президента России Максим Орешкин, возглавлявший российскую делегацию в Давосе.

"Мы будем видеть сейчас реакцию отдельных стран, того же Евросоюза, который объявил о том, что к 2050 году хочет иметь нейтральное влияние на климат и нулевые выбросы углекислого газа в атмосферу. Очень амбициозная задача, но эта амбициозная задача будет серьезно менять крупнейший рынок по поставкам нефти, газа из России", - сказал он в интервью телеканалу "Россия-24". По словам Орешкина, российскую экономику еще только предстоит подготовить к этим изменениям.

В то же время Россия уже сейчас помогает Европе отказываться от загрязняющих видов топлива, напомнил аудитории Давоса глава РФПИ Кирилл Дмитриев на энергетической сессии. "Поэтому мы не очень довольны санкциями в отношении "Северного потока - 2" и считаем, что это санкции на переход Европы на более экологически безопасные виды топлива", - заявил он.

Россия в Давосе

"Изменение климата - это реальность, происходящая на наших глазах. Поэтому сегодня ни одна компания в мире не может в своей стратегии развития игнорировать этот фактор", - считает глава "Фосагро" Андрей Гурьев, участвующий в форуме седьмой раз. Для него климатическая полемика означает появление новой экономики переработки. "Это не только переработка мусора, это создание заводов, которые из отходов производства будут создавать новые вещи. То есть по сути происходит создание новых ниш", - считает он.

Воздействие новых экологических требований на бизнес отечественных компаний обсуждали и в "Русском доме", официальной российской резиденции, организуемой фондом "Росконгресс" с 2018 года.

"Мы движемся к тому, что на ESG (независимые рейтинги, оценивающие деятельность промышленных компаний по трем факторам воздействия: окружающая среда, социальная сфера и управление - прим. ТАСС) можно будет зарабатывать деньги. Компании, включающие в свою стратегию ESG-тематику, получают конкурентные преимущества, которые будут транслироваться в более высокую капитализацию", - сказал генеральный директор "ВТБ Капитал" Алексей Яковицкий.

Не забыли в "Русском доме" и о цифровой экономике, ее рисках и перспективах. Так, глава "Росгеологии" Сергей Горьков на сессии по криптовалютам назвал перспективным для России направлением выпуск токенов, привязанных к тем же самым сырьевым ресурсам - нефти, газу и драгметаллам. Компания уже запустила проект по созданию платформы стабильных токенов на основе добычи алмазов и золота, сообщил он.

Ссылка: https://tass.ru/ekonomika/7602505