Парниковая катастрофа

gordon0030@yandex.ru

Архив выпусков | Участники

↓№ 169↑

14.11.2002 Хронометраж

48:21

Стенограмма эфира

В последнее время разговоры о погоде все больше напоминают сводки с линии фронта. Количество жертв одних только наводнений в когда-то благополучной Европе исчисляется сотнями человек, а ущерб от разрушений — десятками миллиардов долларов. Что это? Гигантская флуктуация капризной погоды или первые признаки надвигающейся климатической катастрофы? О том, как и почему меняется климат Земли, об истории вопроса и современных научных взглядах на проблему «парниковой катастрофы» — физики Владимир Липунов и Алексей Карнаухов.

Смотрите также выпуск № 125 «Климат: глобальное потепление».

Участники:

Карнаухов Алексей Валерьевич — кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института биофизики клетки РАН

Владимир Михайлович Липунов — астрофизик, доктор физико-математических наук, профессор Государственного астрономического института им. Штернберга, главный редактор журнала «Русский переплет»

Предварительный план дискуссии:

1. Загадка нашего одиночества во Вселенной.

2. Парниковая катастрофа.

2.1. Недостаточность биосферных механизмов удаления CO₂ из атмосферы.

2.2. Необратимый характер климатических изменений при «включении» положительных обратных связей и активизации природных источников CO₂.

2.3. Возможное повышение средней температуры Земли на 100 °C и более.

2.4. Катастрофические изменения температуры, которые сделают невозможным существование жизни на Земле, могут произойти в ближайшие 200–300 лет.

2.5. Планетарный (Венера) и палеоклиматический (бурение льда в Антарктиде) тесты климатической модели.

3. Катастрофы в астрофизике (классификация).

3.1. Космологические катастрофы (коллапс Вселенной).

3.2. Галактические (гамма всплески).

3.3. Звездные (сверхновые, новые).

3.4. Субпланетарные (падение астероидов).

4. Катастрофы в геофизике.

4.1. Климатические катастрофы (опустынивание, наступление ледниковых периодов и т. д.).

4.2. Литосферные катастрофы (извержения вулканов, землетрясения).

4.3. Метеорологические катастрофы (наводнения, тайфуны, смерчи, засухи и т. д.).

5. Парниковая катастрофа — особый класс планетарных катастроф.

5.1. Особенности.

5.2. Примеры подобных катастроф (Марсианские реки и океаны Венеры в прошлом).

5.3. Проявление начальной стадии парниковой катастрофы — нарастание частоты метеорологических и увеличение вероятности климатических катастроф.

5.4. О выступлении А. В. Карнаухова в МЧС (21 марта 2002 года) с прогнозом катастрофических погодных явлений в Европе и на Северном Кавказе.

5.5. Ледниковый период как парадоксальное следствие глобального потепления.

6. Опыт обсуждения. Проект «Парниковая катастрофа» на сайте pereplet.ru.

6.1. Психологические проблемы восприятия модели «Парниковой катастрофы».

6.2. Роман как научная работа.

7. Парниковая катастрофа — Конец Света или шанс для человечества?

7.1. Смерть от скуки.

7.2. Человечество перед выбором — Эгоизм или Альтруизм.

7.3. Технологический прорыв — Новая энергетика, Освоение космоса, Продление жизни.

Материалы

Из статьи В. Липунова «Научно открываемый мир».

В современном естествознании есть совершенно непонятный и парадоксальный экспериментальный факт, находящийся в вопиющем противоречии со всеми современными ортодоксальными представлениями о мире, — это факт отсутствия сверхцивилизаций или факт «Молчания Вселенной», факт, открытый и понятый, конечно, не сейчас.

В сущности, все сводится к парадоксу Ферми, который на современном языке выглядит так.

Мы имеем два наблюдательных или, если угодно, экспериментальных факта: 1) возраст Вселенной Т = 10 млрд лет (примерно), 2) характерное время t экспоненциального развития нашей цивилизации исчисляется десятками лет. Для простоты примем безусловно завышенную величину t = 100 лет. Возникает гигантское безразмерное число, характеризующее рост технологической цивилизации за время существования Вселенной: десятка с сорока тремя миллионами нулей.

Это число настолько велико, что всякие неизвестные промежуточные коэффициенты не могут быть важны. Например, можно утверждать, что вероятность отсутствия «Космических Чудес» в нашей Вселенной просто равна 10^{−43 000 000}, т. е. равна нулю! Тем не менее, их никто не обнаружил, даже в после 20 лет поиска — наоборот, обнаружилось Великое Молчание Вселенной. Мир без чудес невероятен, но он существует — вот в чем парадокс...

Молчание Вселенной можно объяснить, предположив, что технологические сверхцивилизации попросту не возникают. Почему? Возможны два ответа: из-за потери интереса к технологическому развитию или гибели.

Ясно, что при всем возможном многообразии «местных» условий и специфик, гибель разных цивилизаций должна происходить по одной универсальной причине. По какой? Универсальная причина гибели Разума во Вселенной может быть связана с потерей его основной функции — функции познания.

Как же снять очевидное противоречие? Есть два выхода: либо мы неправильно представляем себе бесконечно сложный объект, либо окружающий мир не бесконечно сложен. Выбрать правильный ответ можно только опираясь на наблюдаемые факты...

Вспомним: разум, лишенный пищи, погибает. Все становится на свои места. Экспериментально доказанное отсутствие сверхцивилизаций свидетельствует о том, что наша Вселенная слишком проста для разума. Быстро (за несколько тысяч лет) познав ее законы, разумная жизнь исчерпывает все возможности своих применений и исчезает. Парадоксально, но факт: разум возникает и погибает по одной и той же причине — по причине простоты устройства нашего мира.

Естественно, простой и привлекательный выход из парадокса Ферми — это предположение о быстротечности технологической фазы, но без гибели. На ум сразу приходит альтернативный «западному» варианту (так можно назвать экспоненциальную технологическую фазу) вариант «восточный»: уход цивилизации в самосозерцание (развитие вглубь). Но как представить такую будущую жизнь на нашей планете после всего, что на ней уже построено? Я имею в виду не обычное пространство, заполненное сверхскоростными поездами, сверкающими зеркалами небоскребами, опутанное единой компьютерной сетью, и сидящего в нем самосозерцающего рериховского старика, а пространство человеческой активности. Где тысячи любознательных, жаждущих парадоксов умов? Вместо них — ремонтные бригады, поддерживающие изобретенное тысячи и тысячи лет назад.

Интереснейший вариант был предложен замечательным советским астрофизиком В. Ф. Шварцманом. Шварцман полагает, что мы давно уже «принимаем сигналы», но не осознаем их искусственную природу. Другими словами, Великое Молчание, парадокс Ферми — это не просто кризис отдельной физической теории (типа ОТО или ТВО), а кризис самого научного метода в современном его понимании. Кстати, на то же указывает и надвигающийся кризис современной физики, впервые столкнувшейся с невоспроизводимыми экспериментальными данными.

Я хочу показать, что в действительности парадокс Ферми — это всего лишь бледная тень той настоящей проблемы, перед которой стоит нынешнее естествознание. И в сущности стоит уже несколько столетий.

Я долго пытался найти хотя бы одного физика или философа, который, пусть и вскользь, но обсудил этот взывающий к пониманию факт: факт вечности Вселенной и связанных с этим парадоксов. Действительно, такой человек нашелся, правда, не в прошлом, а в нашем веке, но поскольку он и не подозревал о расширении Вселенной или не верил (дело в том, что первоначальные оценки возраста Вселенной были сильно занижены и противоречили геологическим данным), то фактически рассуждал как человек прошлого века. Им оказался Константин Эдуардович Циолковский, гениальный технарь, мечтатель и, несомненно, философ. К сожалению, наиболее последовательно свои мысли он изложил только устно, в разговоре с Чижевским, который позже записал их беседу. Но результат его размышлений — неоднократно публиковался. Да, он понимал, стоя на чисто материалистической точке зрения, что бесконечное развитие природы рано или поздно должно было закончиться полной экспансией разума. Отсюда идея разумного атома и «совершенных существ» и, наконец, идея Разумной Вселенной, которая может восприниматься современным естествоиспытателем как угодно иронически, но сама-то причина появления на свет этих мыслей совершенно естественна для научного метода. Если Вселенная жила бесконечно долго, то парадокс Циолковского может быть решен только в одном ключе — ключе существования Cверхразума.

Но так ли уж не вечен этот мир?

В действительности, в модели стохастического рождения, развитой независимо А. Д. Линде и А. А. Cтаробинским, наша Вселенная — часть некоторого квазистационарного процесса непрерывного рождения и раздувания Вселенных. Другими словами, старая мечта человечества о других Вселенных сейчас рассматривается вполне научно, хотя и полукачественно, в рамках или, точнее, на границе с пока еще не созданной Теорией Великого Объединения.

Для нас важны два принципиальных момента: 1) наша Вселенная не одинока и 2) существует некое «допланковское время жизни» у каждой такой Вселенной, на котором, вообще говоря, само классическое понятие времени теряет свой смысл (в силу, например, чисто квантовой неопределенности причинно-следственных связей).

Короче говоря, несмотря на спасительное открытие Э. Хаббла, вопрос о безграничности во времени нашей Вселенной опять всплыл, как и в XIX в., и опять замаячил стационарный вариант Эйнштейна, а впоследствии Бонди-Хойла. Конечно, на самом деле теперь уже речь идет совершенно о другом понятии времени, но для нас важно, что у природы было и есть бесконечное число возможностей для создания Вселенных типа нашей и, следовательно, для возникновения жизни, и, следовательно, опять нужно как-то разрешать парадокс Циолковского.

Что есть научно открываемый Бог, или Cверхразум, и что есть будущая наука о бесконечно сложном Мире? Может ли вообще человеческий разум создать хотя бы примитивную модель, теорию, концепцию бесконечно сложного, непознаваемого по частям объекта? В рамках современной науки — вряд ли. Ведь она вся изначально построена на атомарной, матрешечной логике, на признании линейного мира, которая только одна и может предполагать существование независимых, исчисляемых элементов. Cам математический аппарат, с которым имеет дело современная физика, основан изначально на цифровом пастушьем опыте чисел — стадо баранов может быть расчленено на отдельные особи и посчитано. (Приходится только опять удивиться, как при этом мелком багаже науке удалось проникнуть в глубинные тайны Вселенной и атомов?) В классическом научном методе изначально заложен прогрессистский подход от простого к сложному. В этом и состоит смысл современной науки — «объяснить». Но в человеческом лексиконе есть еще два важных слова — «понять» и «поверить». Одно из них принадлежит, скорее, искусству, и особенно литературе (она, как и наука, использует язык слов), а другое — религии. Но как совместить это все вместе, каким образом можно придать, например, формальным математическим высказываниям этическую окраску? И как наш научно открываемый Бог, к которому неизбежно пришла современная простая наука, соотносится с Богом религиозным?

Один верующий на мой вопрос о том, как Ветхий Завет сочетается с современной оценкой возраста Вселенной в десять миллиардов лет, ответил: «Десять тысяч лет назад в течение одной рабочей недели Господь Бог создал мир, которому было десять миллиардов лет». Это звучит не только остроумно.

Да, здесь скорее прав В. Ф. Шварцман, полагая, что будущее науки стоит за синтезом всей культуры, но как должен выглядеть этот будущий Метаязык, приходится лишь гадать. По-видимому, двигаться дальше можно, лишь пытаясь отвечать на необычные вопросы. Например, как соотносятся понятия добра и зла с принципом причинности?

А с присутствием времени или его отсутствием? Возможны ли подтексты в научных высказываниях, двусмысленности, вероятностная интерпретация?

Одним из важнейших естественнонаучных направлений, конечно, должен быть поиск Внеземного Разума. При этом нужно трезво понимать, что сам факт открытия обитаемых планетных систем хоть и интересен, но вряд ли приведет к существенному продвижению. Такое открытие сродни открытию индейцев Колумбом. Гораздо важнее не они сами как биологический вид, а их представление о Боге, о Добре и Зле.

Из статьи А. Карнаухова «Парниковая катастрофа»

В конце 80-х — начале 90-х годов в литературе активно обсуждалась проблема увеличения среднепланетарной температуры Земли, связанного с ростом концентрации CO₂ в атмосфере в результате сжигания углеводородного топлива (угля, нефти, газа), — так называемый «парниковый эффект».

Господствующей в тот момент являлась гипотеза, предполагавшая, что в результате повышения среднепланетарной температуры и концентрации CO₂ увеличится скорость фотосинтеза, что, в свою очередь, должно будет привести к стабилизации среднепланетарной температуры Земли и концентрации CO₂ на новом, более высоком уровне.

Целью нашей работы (Лаборатория биофизики биоценозов ИБК РАН) было определение равновесных параметров атмосферы Земли (температуры, концентрации CO₂) при условии продолжающегося сжигания углеводородного топлива (уголь, нефть, газ и др.). Планировалось рассмотреть несколько сценариев развития мировой энергетики, а также максимально подробно учесть различные процессы, происходящие в живой и неживой природе Земли.

Проведенный анализ литературы показал, что, несмотря на большое количество научных публикаций о парниковом эффекте, среди них практически отсутствовали междисциплинарные работы, в которых делались бы попытки построения интегральной модели данного явления, включающей процессы в живой и неживой природе.

Более того, выяснилось, что в этой области существует немало ошибочных, но, при этом, благодаря популярным изданиям, устоявшихся взглядов. Концептуально (к 1992 г.) проблема описания парникового эффекта практически находилась в том же состоянии, в котором она находилась в конце 50-х — начале 60-х годов.

Основные результаты, полученные в ходе исследования.

Недостаточность биологических механизмов удаления CO₂ из атмосферы.

Практически сразу был установлен факт значительной (на несколько порядков) недостаточности биологических механизмов изъятия CO₂ из атмосферы по отношению к его техногенному выбросу. Действительно, общая продукция органических веществ в результате процессов фотосинтеза (в пересчете на углерод) составляет около 43 млрд т/год (БСЭ, углерод), что выше уровня техногенного выброса CO₂ в атмосферу (1,8 млрд т/год). Однако большая часть связанного углерода, благодаря процессам дыхания, гниения, пожарам и т. д., снова возвращается в атмосферу в виде CO₂. Разница между биогенным связыванием (фотосинтезом) CO₂ и выделением связанного в результате фотосинтеза CO₂ (дыхание, пожары и т. п.) невелика и составляет всего 45 млн т/год, что почти в 50 раз меньше уровня техногенного выброса CO₂ в атмосферу.

К сожалению, во многих публикациях по экологии (особенно в научно-популярных) сравниваются величины общей продукции органических веществ в результате фотосинтеза и техногенного выброса CO₂, что создает иллюзию тривиальной обратимости современных изменений в атмосфере Земли.

Роль различных биоценозов в долговременном извлечении CO₂.

Была проанализирована роль различных биоценозов в долговременном извлечении CO₂ из атмосферы. Вопреки достаточно распространенному мнению, что «лес — легкие планеты», оказалось, что роль биоценозов лесов в долговременном связывании CO₂ крайне мала, поскольку практически весь связанный благодаря фотосинтезу углерод возвращается в атмосферу в виде CO₂ вследствие процессов дыхания, гниения отмирающих листьев и древесины, а также лесных пожаров.

Для долговременного извлечения CO₂ из атмосферы необходимо, чтобы значительная часть связанного в результате процессов фотосинтеза углерода оказывалась недоступна для процессов окисления. Такие условия существуют только в биоценозах болот и биоценозах тропических морей.

В биоценозе болота отмирающая растительность попадает в стоячую воду с крайне низким содержанием растворенного кислорода и накапливается там, практически не разлагаясь (частичное анаэробное разложение с образованием метана не меняет общей картины). Накапливающиеся в болотах частично разложившиеся остатки растительности образуют торфяные пласты, из которых впоследствии образуются месторождения бурого и каменного угля.

В настоящее время общая площадь болот на Земле сократилась почти в два раза и продолжает сокращаться в результате их осушения. Соответственно уменьшается количество извлекаемого из атмосферы CO₂. Следует отметить, что зачастую осушение болот сопровождается вымиранием видов, приспособленных к существованию в определенных условиях конкретных болот, расположенных в конкретной климатической зоне. Поэтому восстановление площади болот связано сегодня не только с трудностью изъятия земель из сельскохозяйственного оборота, но и невозможностью восстановления в ряде случаев полноценных биоценотических сообществ.

В биоценозах тропических морей изъятие CO₂ из океанической воды, куда он попадает из атмосферы, происходит несколько иным образом. Углекислый газ используется в качестве «строительного материала» при образовании известковых раковин и чехлов. Практически все карбонаты земной коры (известняки, доломиты, мрамор, мел и т. д.) имеют биогенное происхождение. Среди наиболее важных климатообразующих видов отметим коралловые полипы и фораминиферовый планктон (всего около 80 видов).

Следует отметить, что состояние климатообразующих биоценозов тропических морей изучено слабо. Имеются разрозненные сведения о гибели коралловых рифов. Систематические наблюдения состояния фораминиферового микропланктона не проводятся, хотя можно предположить, что в результате сброса гербицидов и пестицидов в Мировой океан одним из наиболее уязвимых компонентов биоценоза тропических морей окажется именно фораминиферовый планктон.

Отметим, что нами, по-видимому, впервые было введено понятие климатообразующих биоценозов (видов) и объединены проблемы биоразнообразия и устойчивости климата Земли.

Роль парникового эффекта в формировании климата планет.

Вопреки распространенному мнению, что парниковый эффект лишь незначительно «подправляет» температуру, которая, в основном, определяется интенсивностью солнечного излучения, падающего на ту или иную планету, оказалось, что «парниковый эффект» способен изменять температуру планеты на несколько сотен градусов. Например, среднепланетарная температура Венеры при параметрах атмосферы, аналогичных земным, должна была бы быть всего на 50 °C выше, чем на Земле. Однако, как известно, среднепланетарная температура Венеры составляет почти 500 °С. Таким образом, за счет сильного парникового эффекта температура поверхности Венеры увеличивается более, чем на 400 °С.

Повышение среднепланетарной температуры Земли даже на 50 °С имело бы катастрофические последствия для человеческой цивилизации. Повышение среднепланетарной температуры на 150 °С, по-видимому, сделало бы невозможным существование жизни на Земле (по меньшей мере, в ее нынешней форме). Поэтому для обозначения такого сценария изменения климата Земли в результате повышения концентрации CO₂, при котором рост среднепланетарной температуры составит 50 °С и более, нами введено понятие «Парниковой катастрофы».

Количественная модель парникового эффекта.

Для прогнозирования скорости изменения среднепланетарной температуры Земли важно иметь хотя бы грубую количественную оценку зависимости среднепланетарной температуры от концентрации CO₂ в атмосфере. К сожалению, существующие модели атмосферы, которые создавались преимущественно для задач метеорологии, не дают однозначного ответа на этот вопрос.

Нами была предложена сравнительно простая модель, позволившая дать количественную оценку влияния концентрации парниковых газов на среднепланетарную температуру.

Другие факторы, влияющие на изменение среднепланетарной температуры Земли.

Мы получили довольно большое различие между расчетным значением парникового эффекта (8 °С) и реально наблюдаемым повышением среднепланетарной температуры Земли (1–2 °С) (по различным данным). Существует две основные причины этого:

Во-первых, при оценке величины парникового эффекта целью наших расчетов было получение предельного стационарного значения температуры Земли. Поскольку рост концентрации CO₂ в атмосфере происходит сравнительно быстро, реально среднепланетарная температура Земли не успевает достичь своего стационарного значения. Отметим здесь, прежде всего, роль Мирового океана, как гигантского теплового буфера, стабилизирующего температуру Земли. Кстати, на полюсах, где влияние Мирового океана на формирование температурного режима не столь значительно, происходят более существенные колебания среднегодовой температуры.

Во-вторых, наряду с парниковым эффектом, имеются и другие механизмы, влияющие на формирование среднепланетарной температуры Земли. Одним из таких механизмов является накопление аэрозольных частиц в верхних слоях атмосферы. Именно этот механизм лежит в основе широко известной модели «ядерной зимы» (Моисеев и другие), когда в результате обмена ядерными ударами в атмосферу попадает значительное количество аэрозолей. Считается, что падение среднепланетарной температуры Земли в результате наступления «ядерной зимы» может составить 40 °С и более.

Конечно, поступление в настоящее время аэрозольных частиц в атмосферу Земли происходит в меньших количествах, чем при обмене ядерными ударами. Вместе с тем, масштабы такого аэрозольного загрязнения атмосферы (с учетом эффектов накопления) сравнимы с разовыми уровнями поступления аэрозольных частиц во время ядерной войны.

Среди источников аэрозольных частиц особо следует выделить проведение наземных ядерных испытаний, проводившихся в период с 1945 по 1965 год и быстрое развитие реактивной гражданской авиации в период до 1970 года (нефтяной кризис), поскольку данные источники аэрозольного загрязнения атмосферы приводят к непосредственному поступлению сажевых аэрозольных частиц в верхние слои атмосферы (стратосферу). Возможно, именно эти факторы привели к относительной стабилизации (и даже к снижению в приполярных областях) среднепланетарной температуры в период с 40-х по 70-е годы 20-го века.

Следует подчеркнуть, что создание строгой количественной модели изменения среднепланетарной температуры Земли, учитывающей наряду с ростом концентрации CO₂ в атмосфере аэрозольное загрязнение ее верхних слоев, а также и другие факторы, такие, как инерционность изменения температурного режима Мирового океана, представляет собой весьма сложную задачу, для решения которой требуется объединение усилий специалистов самых различных областей научного знания.

Оценка предстоящего времени существования человеческой цивилизации.

На основе имеющихся данных о ежегодном техногенном поступлении CO₂ в атмосферу построена модель изменения среднепланетарной температуры Земли для двух сценариев развития мировой энергетики. Первый сценарий — «оптимистический», предполагает, что техногенный выброс CO₂ в атмосферу не будет увеличиваться со временем, а будет зафиксирован на современном уровне. Второй сценарий — «реалистический», предполагает, что поступление CO₂ в атмосферу будет расти с той же скоростью, что и в настоящее время (техногенный выброс CO₂ удваивается каждые 50 лет). «Пессимистический» сценарий, предполагающий ускорение техногенного выброса CO₂, нами не рассматривался. На основе рассмотренных сценариев роста техногенного выброса CO₂ были получены следующие оценки времени существования человеческой цивилизации:

Оптимистический сценарий: критическая стадия наступает через 300 лет, терминальная стадия — 6000 лет.

Реалистический сценарий: критическая стадия наступает через 100 лет, терминальная стадия — 300 лет.

Роль природных (неантропогенных) источников CO₂.

Показано, что природные (неантропогенные) источники поступления CO₂ в атмосферу могут существенно ускорить рост среднепланетарной температуры Земли. Среди таких источников особо следует выделить следующие:

• Повышение температуры вод Мирового океана вслед за изменением среднепланетарной температуры Земли будет приводить к понижению растворимости углекислого газа (CO₂) в океанической воде. Излишек углекислого газа будет поступать в атмосферу. Поскольку в Мировом океане содержится примерно в 60 раз больше CO₂, чем в современной атмосфере, то потенциально этот источник CO₂ представляет собой большую опасность.

• Еще большее количество связанного CO₂ содержится в земной коре (почти в 50 000 раз больше, чем в атмосфере Земли и примерно столько же, сколько в атмосфере Венеры) в виде карбонатосодержащих пород (известняки, доломиты, мрамор, мел и т. д.).

• Другим потенциально опасным природным источником CO₂ является метан-гидратные залежи на дне Мирового океана, представляющие собой кристаллические комплексы молекул метана и воды.

Общим свойством вышеперечисленных потенциальных природных источников CO₂ является наличие сильной положительной обратной связи «температура — концентрация CO₂», что может привести к лавинообразному росту концентрации CO₂ в атмосфере даже при условии полного отказа от сжигания углеродсодержащего минерального топлива (уголь, нефть, газ). В сочетании с разрушением природных биосистем, участвующих в извлечении CO₂ из атмосферы, это может привести к необратимому изменению химического состава атмосферы и климата Земли.

В этом случае физико-химические параметры на поверхности Земли будут близки к параметрам, существующим в настоящий момент на поверхности Венеры.

Повышение среднепланетарной температуры может спровоцировать наступление ледникового периода.

Парадоксальным следствием глобального повышения температуры Земли может стать наступление «ледникового периода» на севере Евразии и Америки в самом недалеком будущем.

Действительно, картина течений в Северной Атлантике определяется соотношением плотностей вод Лабрадорского течения и течения Гольфстрим. Если холодные, но, при этом, более пресные воды Лабрадорского течения оказываются плотнее более теплых и соленых вод Гольфстрима, то формируется картина течений, характерная для межледниковья. Лабрадорское течение как бы подныривает под Гольфстрим, а Гольфстрим (Североатлантическое течение) беспрепятственно несет свои воды в Ледовитый океан, «обогревая» северные районы Евразии и Америки.

Сформируется картина течений, характерная для ледниковых периодов. В результате подобной перестройки течений нарушается меридиональный перенос тепла между тропическими и полярными областями. На севере Евразии и Америки температура понизится, а в экваториальной зоне возрастет.

Такое изменение климата может произойти довольно быстро (в течение 2–5 лет) и иметь катастрофические последствия для мировой экономики. В зоне оледенения окажутся многие промышленно развитые страны Европы и Америки, резко сократятся посевные площади под сельскохозяйственными культурами, возрастут расходы на отопление жилищ, а в некоторых районах возникнет необходимость эвакуации населения (десятки, а возможно, сотни миллионов человек). В тропической зоне, из-за увеличения среднегодовых температур, не исключено расширение существующих и образование новых засушливых территорий.

Наиболее вероятным наступление «ледникового периода» представляется в момент массированного таяния Гренландского ледника (через 25–100 лет), однако есть данные, что «ледниковый период» может наступить и в еще более недалеком будущем.

Одним из следствий наступления нового «ледникового периода» будет резкий рост сжигания угля, нефти и газа для отопления жилищ, что может только ускорить начало терминальной стадии Парниковой катастрофы.

Современное состояние проблемы (2000 г.).

К сожалению, делается вывод о возможной реализации крайне неблагоприятного сценария изменения климата Земли в результате повышения концентрации CO₂ и других парниковых газов. В частности, этот вывод опирается на следующие утверждения:

• Явная недостаточность природных механизмов изъятия CO₂ из атмосферы Земли на фоне разрушения климатообразующих биоценозов (болота, тропические моря), а также продолжение сжигания минерального топлива не позволяет надеяться на самопроизвольную стабилизацию концентрации CO₂.

• Наличие в неживой природе потенциально опасных источников CO₂ (растворенный в океане CO₂, карбонаты MeCO₃ в земной коре, метангидратные месторождения) и существование сильной положительной обратной связи «среднепланетарная температура — концентрация CO₂» может вызвать лавинообразное увеличение концентрации CO₂ в атмосфере Земли даже при условии полного отказа от сжигания минерального топлива.

• Парниковый эффект (как это видно на примере Венеры) может привести к увеличению температуры Земли на несколько сотен градусов.

Актуальные научные задачи в рамках данного направления исследований.

Научной задачей исключительной важности представляется создание глобальной системы мониторинга изменения климата Земли. К сожалению, в настоящий момент имеется лишь два основных источника таких данных: во-первых, данные метеорологических наблюдений, для которых характерно наличие значительных методических и приборных погрешностей и ограниченный спектр наблюдаемых величин, и, во-вторых, данные собственно климатических наблюдений (например, обсерватория в Мауна-Луна (Гавайские о-ва), которые, впрочем как правило, географически разрознены и также не обеспечивают измерения необходимого спектра климатообразующих параметров.

Получение достаточного массива данных об изменении во времени основных климатообразующих параметров позволит перейти к задаче построения количественной модели изменения климата Земли.

Важной задачей в рамках данного направления исследований является поиск наиболее эффективных способов воздействия на климат Земли с целью стабилизации среднепланетарной температуры Земли (и/или концентрации CO₂ в атмосфере).

Следует отметить необходимость содействия работам в области возобновляемых источников энергии (солнечная, ветровая и гидроэнергия), получения углеводородного топлива из растительного сырья и бытовых отходов, повышения кпд тепловых двигателей, поскольку одним из наиболее вероятных шагов по предотвращению париковой катастрофы станет отказ от использования минеральных видов углеводородного топлива.

Анализ рисков и оценка возможных масштабов материального ущерба для различных сценариев развития Парниковой катастрофы и характера принимаемых мер должны являться важной составной частью исследований в данной области.

Нельзя не упомянуть здесь также исследования по анализу социально-политических аспектов данной проблемы.

Организационные задачи.

Парниковая катастрофа является беспрецедентной по своим возможным последствиям проблемой, стоящей перед человечеством. Впервые за всю историю существования жизнь на Земле оказалась под угрозой полного уничтожения, причем в не столь отдаленной исторической перспективе (300–1000 лет). Для предотвращения угрозы Парниковой катастрофы потребуются консолидированные усилия всего человечества, и в первую очередь, промышленно развитых стран.

Среди ближайших организационных задач отметим следующие:

• Формирование целевой национальной программы изучения основных климатообразующих процессов. Организация в рамках такой программы эффективного взаимодействия ученых самых различных специальностей для обеспечения междисциплинарного характера исследования научной проблемы.

• Информирование правительств и мировой общественности об опасности Парниковой катастрофы с целью привлечения общественного внимания к данной проблеме. Формирование благоприятной международной обстановки как необходимого условия предотвращения Парниковой катастрофы.

• Организация международного сотрудничества с целью мониторинга климатических изменений и выработки согласованной программы предотвращения угрозы Парниковой катастрофы.

Библиография

Карнаухов А. В. К вопросу об устойчивости химического состава и температурного баланса атмосферы Земли//Биофизика. 1994. Т. 39. Вып. 1.

Карнаухов А. В. Роль биосферы в формировании климата Земли. Парниковая катастрофа//Биофизика. 2001. Т. 46. Вып. 6.

Липунов В. М. Научно открываемый Бог//Земля и Вселенная. 1995. № 1.

Хлумов В. Мастер дымных колец. М., 2000.

Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология. М., 1994.

Циолковский К. Э. Монизм Вселенной//Грезы о Земле и Небе. Тула, 1986.

Шкловский И. С. Земля и Вселенная. 1985. № 3.

Houghton J. T., Ding Y., Griggs D. J. et al. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Cambridge, 2002.

Тема № 169

Эфир 14.11.2002

Хронометраж 48:21

www.ntv.ru

Сайт управляется системой uCoz