Размещено на http://www.allbest.ru/

144

Астрономическая обсерватория Иркутского государственного университета

Институт земной коры СО РАН

Иркутский государственный технический университет

Новосибирский государственный университет

К ВОПРОСУ О ФАКТЕ И ПРИЧИНАХ ФЕНОМЕНА ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

Язев С. А., Леви К. Г., Задонина Н. В., Нестеренко А. Р.

Вопрос о глобальном потеплении в последние годы стал едва ли не самым широко обсуждаемым. В научных программах, посвященных изучению параметров глобального потепления и причин этого феномена, во всем мире участвуют десятки тысяч исследователей. Активно обсуждаются стремительно приближающиеся катастрофические последствия явления.

В то же время, несмотря на широко распространенную точку зрения о том, что факт не вызывает сомнений и его причина - неразумные действия человечества, выбрасывающего в атмосферу угрожающе нарастающее количество парниковых газов, остаются серьезные вопросы. Во-первых - существует ли все-таки сам факт глобального потепления? Во-вторых - если существует, то каковы его причины?

Как это ни странно, постановка таких вопросов остается вполне правомерной до настоящего времени.

Рассмотрим их подробнее.

1. Феномен потепления. В работе [1] мы уже рассматривали вопрос о терминологии. Что следует считать глобальным потеплением или похолоданием? Вся совокупность имеющихся данных говорит о том, что на Земле никогда не было стабильной температуры. Изменения происходили всегда - достаточно вспомнить периоды оледенений и жаркие эпохи (например, мезозой). Есть множество свидетельств тому, что за Полярным кругом некогда произрастали широколиственные леса. По-видимому, колебания средней температуры Земли происходили всегда, при этом разные типы этих колебаний имели разную продолжительность. Если долговременные периоды оледенения, повторявшиеся через 130-150 млн. лет традиционно объясняются циклическими изменениями параметров орбиты Земли, согласно теории М. Миланковича [2], то относительно кратковременные похолодания и потепления с характерным временем порядка нескольких десятилетий, несомненно, подобными факторами объяснить невозможно.

По-видимому, для различных типов изменения климата имеет смысл вводить различные определения. Такая попытка осуществлена в [1]. Мы предлагаем называть ледниковой эрой период похолоданий продолжительностью первые десятки миллионов лет. Тогда ледниковая эпоха - это явление продолжительностью первые миллионы лет. Все прочие потепления и похолодания, длительностью в десятки или сотни тысяч лет можно характеризовать как периоды, а потепления или похолодания длительностью в первые тысячи лет - фазы. Вариации продолжительностью первые сотни и даже десятки лет могут рассматриваться как эпизоды природно-климатических изменений. Примером эпизода похолодания может служить «малый ледниковый период» в Европе.

Глобальными явлениями предлагается называть те, которые характеризуются изменениями в масштабе всей планеты, а сами эти изменения приводят к значительным преобразованиям во всех геосферах одновременно. Понятно, что здесь присутствует определенный произвол, поскольку нужны численные оценки амплитуды вариации параметров геосфер, чтобы указать, относится ли к разряду глобальных то или иное изменение или событие. Следует ли, например, считать глобальным потеплением увеличение средней температуры Земли на 0,2 градуса за полвека? С нашей точки зрения, на сегодняшний день нет смысла вводить строгие определения глобальных изменений. Главное то, что в результате изменения, которое мы называем глобальным, должно измениться состояние всех геосфер, и короткопериодические вариации при этом происходят как отклонения от нового «среднего состояния».

При таком подходе то, что происходит на протяжении последних десятилетий, нельзя (или, по крайней мере, рано) называть глобальным потеплением - для этого на сегодня просто недостаточно данных. Результаты последнего исследования, выполненного Межправительственной группой из 2500 экспертов под эгидой ООН (IPCC), указывают, что с 1900 года средняя температура планеты выросла на 0,7 градуса [3]. Утверждается, что сегодняшняя концентрация парниковых газов в земной атмосфере максимальна за последние 650 тысяч лет, а скорость прироста температуры максимальна за последние 200 тысяч лет.

Эти утверждения, основанные на интерпретации косвенных данных, вызывают серьезные сомнения. В качестве примера рассмотрим известный малый климатический оптимум температуры в XII-XIII веках [4]. В этот период в Великобритании и Прибалтике климат был существенно теплее, чем сегодня, здесь даже культивировался виноград [5]. Арктические моря были свободны ото льда, в результате в начале XI века викинги достигли острова Нью-Фаундленд [6]. В 875 году был открыт остров, который, благодаря буйной растительности, был назван «зеленой землей» - Гренландией. Сегодня же остров покрыт льдом. Подобных примеров можно привести много. Это означает, что даже на протяжении последней тысячи лет средняя температура планеты испытывала заметные вариации с характерным временем порядка десятков - первых сотен лет. Очевидно, что скорость изменения средней температуры (как минимум, в начале и конце этого периода), должна быть значительной (не меньше, чем сейчас!), и то обстоятельство, что исследование IPCC 2007 года не обнаружило его, показывает, что использовавшаяся методика далека от совершенства.

Изменения, подобные описанным в указанном примере, могут быть названы климатическими эпизодами, которые завершались возвращениями к некоему среднестатистическому, либо близкому к нему, состоянию. Нет никаких оснований считать, что сегодня происходит нечто особенное, отличное от того, что уже происходило, например, 800 лет назад.

Заметим, что параметры роста температуры существенно зависят от методики расчетов. Получаются разные результаты, если усреднять зимние либо летние температуры, учитывать отдельно южное и северное полушария и т.п. В итоге средняя величина меняется чрезвычайно мало по сравнению с амплитудами сезонных и региональных вариаций, и крайне трудно корректно определить небольшой тренд. Есть указания, что слабый рост температуры планеты исчерпал себя, и после 1998 года намечаются тенденции к обратному ходу [7] (впрочем, возможно, будут сделаны коррективы после аномально теплой зимы 2006-2007 гг.). Очевидно, что окончательные выводы следует делать только по итогам анализа ряда многолетних данных: не исключено, что следующая зима 2007-2009 гг. (как и предыдущая, 2005-2006 гг.) будет снова холодной… Природные события, даже имеющие широкомасштабные (в географическом плане) проявления, нет смысла называть «глобальными», если они не сопровождаются серьезными изменениями во всех геосферах Земли, включая, несомненно, и биосферу. Пока что таких изменений мы не наблюдаем, в связи с чем именовать нынешний эпизод «глобальным потеплением» представляется, как минимум, преждевременным.

2. Причины текущего эпизода потепления. В упомянутом докладе IPCC утверждается, что причиной наблюдаемого температурного тренда является с достоверностью 90% деятельность человека, в частности, рост количества выбрасываемых в атмосферу технологических парниковых газов.

Оказывается, и здесь остаются серьезные основания для сомнений. Приведенный выше пример (на самом деле примеров гораздо больше) указывает, что подобные современному климатические эпизоды неоднократно происходили в прошлом. Ни один эксперт не рискнет утверждать, что потепление в XII-XIII веках имело антропогенную природу! Но тогда методически неверно объяснять сегодняшнюю ситуацию с помощью гипотезы, выдвинутую ad hoc, закрывая глаза на аналогичные случаи, когда данная версия заведомо неприменима! Де тех пор, пока не объяснено потепление 1000-800 лет назад и не показаны сходство либо различия с нынешней ситуацией, объяснение IPCC не может быть признано удовлетворительным.

Есть альтернативные гипотезы, в числе которых - влияние вариаций солнечной активности. Достоверно установлено, что так называемый минимум Маундера (1645-1715 гг.) аномально низкой солнечной активности совпадает по времени с сильным похолоданием в Европе. В этот период Темза стала замерзающей, вымерзли британские виноградники [5], вдвое сократилась численность населения в Исландии [6]. Датские исследователи Friis-Christensen и Lassen [8] обнаружили наличие тесной связи с коэффициентом корреляции r = -0,95 между длиной циклов солнечных пятен и приземной температурой воздуха в Северном полушарии за 1861-1989 гг.: коротким солнечным циклам (~10 лет) соответствовало потепление, а длинным (~11,5 лет) - похолодание. Reid [9] показал, что колебания поверхностной температуры океана ведут себя подобно ходу чисел Вольфа. Результаты целого ряда работ указывают на то, что изменения солнечной активности приводят к модуляции числа космических лучей галактического происхождения, попадающих в атмосферу Земли. Количество космических лучей в свою очередь, влияет на интенсивность облакообразования, а от общей площади облачности зависит соотношение приходящей и отраженной солнечной энергии. Это соотношение, несомненно, воздействует на температуру Земли [10].

К сожалению, ограничения на объем данной работы не позволяют привести целый ряд дополнительных доводов, указывающих на весьма вероятную связь солнечной активности и климата Земли, и обсудить возможные механизмы влияния, помимо указанного выше. Во всяком случае, не исключено, что рост концентрации двуокиси углерода в атмосфере - не причина, а следствие роста температуры. Нельзя забывать, что 90% природного СО₂ растворены в водах океанов. Нарастание концентрации СО₂ в атмосфере следует за потеплением: океан, нагреваясь, сбрасывает избыток СО₂. И наоборот, при похолодании океан поглощает СО₂ [7].

В любом случае вклад вариаций солнечной активности в изменения климата очевидно не нулевой, и это означает, что его едва ли не демонстративное игнорирование при формулировании концепции, объясняющей нынешний климатический эпизод, неизбежно ухудшает концепцию, делает ее весьма уязвимой, а возможно, и ошибочной. Закрывать глаза на важные результаты, полученные многими авторитетными авторами во всем мире и работающие в пользу «солнечной» теории изменения климата, нельзя.

Во всяком случае, обращаем внимание на то, что продолжительность 22 цикла солнечной активности (1986-1996 гг.) позволяет отнести его к «коротким» (а значит, «теплым») циклам, а 23 цикл (1996-2007) оказался явно длиннее (окончательная эпоха минимума цикла может быть точно определена лишь примерно через год), что также позволяет ожидать в будущем поворота к похолоданию, если, конечно, «солнечная версия» верна. Любопытно, что в минимуме солнечной активности на стыке между 22 и 23 циклами значение солнечной постоянной упало в меньшей степени, чем в предыдущем минимуме. Подобные обстоятельства в сочетании с влиянием долгопериодических циклов солнечной активности вполне могут сыграть роль причины наблюдаемого эффекта нынешних вариаций средней температуры планеты. климат глобальный потепление солнечный

Безусловно, «солнечная» версия нуждается в проверках и дополнительном обосновании, но уже сейчас ясно, что без корректного учета вклада солнечной составляющей теория изменения средней температуры Земли не может претендовать на звание парадигмы. Уже появились случаи, когда некоторые противники антропогенной концепции начали получать письма с угрозами [11]. В то же время другим ученым, наоборот, предлагались денежные гонорары за дискредитацию утверждения IPCC о том, что именно сжигание топлива приводит к потеплению на планете [12]. Эти печальные инциденты показывают, что целью подобных действий не всегда является поиск истины. Детальный, непредвзятый анализ ситуации, учет всех влияния всех научно обоснованных факторов - единственный путь к созданию адекватной теории вариаций параметров климата Земли.

Список использованной литературы

1. Леви К. Г., Задонина Н. В. Глобальные потепления и похолодания в истории Земли и их причины: Солнце, Земля, вода и энергия: Материалы научных чтений, посвященных 75-летию со дня рождения академика И. П. Дружинина. Новосибирск: Наука, 2005. Вып. 2. С. 21-36.

2. Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата. М.-Л.: ГОНТИНКТП, 1939. 247 с.

3. Йоахим Вилле. Климатическая Библия. Frankfurter Rundschau. 2. 02. 2007.

4. Климанов В. А., Клименко В. В. Колебания температуры в климатических оптимумах голоцена и плейстоцена: Доклады Академии наук. 1995. Т. 342. С. 242-245.

5. Дергачев В. А., Чистяков В. Ф. Крупномасштабные солнечные и климатические циклы и их влияние на жизнь народов // Древняя астрономия: небо и человек: Материалы международной научно-методической конференции. М.: ГАИШ МГУ, 1997. С. 92-108.

6. Монин А. С., Шишков Ю. А. История климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 407 с.

7. Башкирцев В. С., Машнич Г. П. Солнечная активность и прогноз климата Земли. Избранные проблемы астрономии: Материалы научно-практической конференции «Небо и Земля» (г. Иркутск, 21-23 ноября 2006 г.) / Науч. ред. С. А. Язев. Иркутск: Иркут. гос. ун-т, 2006. С. 248-254.

8. Lamb H. H. Climate, History and Modern World. London, Metuen, 1982. 387 p.

9. Friis-Christensen E., Lassen K. Length of the Solar Cycle: an Indicator of Solar Activity Closely Associated with Climate // Science. - 1991. V. 254. № 5032. P. 698 - 700.

10. Reid G. C. Solar Variability and the Earth's Climate: Introduction and Overview // Eds. by E. Friis-Christensen, C. Frцhlich, J. D. Haigh, M. Schьssler and R. von Staiger. Kluwer Academy Publ., 2000. V.11. Pp. 1-11 (Space Science Series of ISSI).

11. Gray R. http://inopressa.ru/print/telegraph/2007/02/12/15:54:36/kosmos.

12. Карташев Н. Несогласные с главенствующей теорией изменения климата ученые получают угрозы. http://science.compulenta.ru/310584/, 14 марта 2007 г.

13. Jan Sample. http://inopressa.ru/print/guardian/2007/02/02/14:17:11/climat.

Размещено на Allbest.ru