Теория антропогенного изменения климата – Николай Дронин

Концепция антропогенного изменения климата заключается в следующем. При сжигании ископаемого топлива (нефть, газ, уголь) выбрасывается большое количество углекислого газа. Выброс углекислого газа разогревает атмосферу, разогревает Землю. Этот процесс линейный и может произойти насыщение атмосферы углекислым газом, что приведет к коренной перестройке атмосферных процессов. Мы просто не знаем, в каком мире окажемся.

Эта концепция разделяется большинством ученых (если брать международное сообщество). Есть консенсус по поводу антропогенного происхождения этого потепления. Между тем появилось понятие климатических скептиков и климатических отрицателей, если можно так сказать. Достаточно обширное комьюнити, у которого в интернете есть свои сайты, форумы. На мой взгляд существование климатических скептиков, связано с тем, что они недооценивают то, что уже известно и доказано наукой.

Известно, что атмосфера Земли разогревается. За последние 100 лет температура выросла на 0,86 градуса по Цельсию. Это установлено абсолютно точно по сети метеостанций, которое были отобраны для подобного рода вычислений. То есть те станции, которые показывали какие-то аномальные значения температуры и осадков, по сравнению с ближайшим окружение, отбраковывались. Сеть станций однозначно показывает, что существует тренд. Этот тренд является математически доказанным, то есть проводились вычисления достоверности данного тренда. Показано, что последние 100 лет атмосфера разогревается.

Конечно, можно отрицать существование этих наблюдений на станциях или предполагать, что-то не так отобрано: не те метеостанции отобраны, или вычисления, но, на самом деле, все это достоверно, и мы имеем повышение температуры, причем повышение идет с нарастающей. 2/3 разогрева произошло за последние 30-40 лет.

0,86 кажется не очень значительном изменением температуры, но надо знать очень простую вещь: если сейчас глобальная температура на Земле +15 градусов, то в ледниковую эпоху, когда мир был совершенно другой, совершенно другие атмосферные процессы, средняя температура была +11 градусов. Разница всего в 4 градуса. Поэтому принято считать пороговым значением разогрева Земли 2 градуса. То есть условно, до 2 градусов мы еще живем в нашей привычной системе атмосферной циркуляции, а после 2-х градусов никто не знает, как сложится система, как она изменится и на сколько удачно мы сможем приспособиться к этим изменениям.

Установлено то, что идет рост концентрации CO2 – углекислого газа. Это тоже инструментально доказано. Есть одна уникальная фоновая станция на Гавайский островах. 1959-ом году кто-то устраивал эту станцию и они решили вдруг наблюдать за углекислым газом, который вообще-то никого не интересовал до этого момента, потому что это не токсичный газ и его много в атмосфере. Тем не менее вот на этой станции решили проводить наблюдения. Вот мы имеем целый график с 59-го года по нынешнее время, показывающий поступательное увеличение концентрации CO2. Сейчас мы имеем уже CO2 в таком количестве, которого не было нам известно на протяжении исторического времени и опять же мы знаем, что за последние 800 тысяч лет тоже не было такой концентрации CO2. Мы это знаем из ледниковых кернов на станции Восток в Антарктиде. Там просто по пузырькам воздуха, которые оказались во льду, определено, что CO2 было ниже.

280 миллионов частиц считается нормальной доиндустриальной концентрацией CO2. В феврале 2015 года мы превысили 400 миллионов частиц. То есть концентрация выросла на 40%. Это тоже является фактом.

В итоге мы имеем рост средней температуры на Земле, рост концентрации CO2, и вопрос стоит только в одном: каким образом мы можем связать рост температуры и рост CO2 в атмосфере?

Здесь климатические скептики указывают на факт, что CO2 не является главным парниковым газом. Это действительно так. Главным парниковым газом являются пары воды. Если бы не было атмосферы, то у на нас была бы средняя температуры не +15, а -18. Разница в 33 градуса. 33 градуса – это количественно парниковый эффект на Земле. Вода ответственна примерно за 90% этого разогрева. То есть 30 градусов мы должны отдать на счет водяного пара и только 3 градуса на все парниковые газы. CO2 отвечают за примерно половину этого разогрева в 3 градуса. Скептики говорят о том, что это не такой уж большой вклад и трудно представить, что даже увеличение CO2 на 40% мог бы дать такой эффект, как разогрев на 0,86 градуса.

Второе соображение даже более серьезное. Дело в том, что парниковый эффект заключается в том, что вещества, которые мы относим к парниковым, поглощают исходящую длинноволновую радиацию в определенных диапазонах. То есть парниковый эффект заключается в том, что сначала на Землю от Солнца поступает коротковолновая радиация, солнечная радиация, разогревает Землю и так далее. Обратно исходит уже длинноволновая радиация, тепловая. Атмосфера является прозрачной для некоторых спектров исходящей радиации, и она является полупрозрачной или непрозрачной для некоторых диапазонов. CO2 работает в определенном диапазоне, то есть поглощает энергию в определенной частоте. Скептики говорят, что CO2 достаточно было и в доиндустриальную эпоху, чтобы поглотить все то же количество исходящей радиации, которое есть в этом диапазоне. Это очень существенный момент. Они правы, что этой радиации, исходящей в этом диапазоне, не очень много, и увеличение концентрации CO2 не увеличивает количество радиации, которое можно поглотить.

На это есть ответ (мне кажется, он является вполне разумным), что на самом деле вещество CO2 не поглощает исходящую радиацию, оно ее просто задерживает на отходе. CO2 состоит из атома углерода и двух атомов кислорода. Они связаны не совсем твердыми связями, как бы на шарнирах, они все время находятся в каком-то колебании. Когда радиация в этом диапазоне, который соответствует диапазону поглощения CO2, попадает на молекулу, она начинает вибрировать. За счет этой вибрации происходит задержка исходящей радиации в космос. Соответственно, если мы нагнетаем больше CO2, этот процесс замедления будет происходить ближе к Земле. Вероятность встречи отходящей радиации с CO2 увеличивается в связи с тем, что его становится больше. Соответственно, происходит медленное отхождение CO2.

Что можно сказать о скептических высказываний по поводу возможной роли CO2? Есть прямое наблюдение, показывающее, что действительно CO2 работает так, как оно предполагалось учеными. В 70-ом году был запущен спутник, который работал всего лишь 9-10 месяцев. Он мерял отходящую радиацию во всех диапазонах. Затем был спутник 97-ого года, который специально был запущен для измерения радиации отходящей на границе атмосферы. Затем был в 2006 году был запущен еще один спутник. Естественно, там стояли разные инструменты для измерения, но тем не менее их смогли калибровать между собой через модель. То есть была достаточно сложная модель, которая просчитывала, сколько радиации должно задерживать CO2 при определенных количествах. Оказалось, что эта модель одинаково хорошо бьет и с измерением 70-го года, и с 97-го, и с 2006 года. В итоге мы можем сравнить вообще уровень исходящей радиации для этих трех периодов, и он показывает, что, действительно, в диапазонах, которые соответствуют диапазону поглощения CO2, исходящая радиация уменьшается. Это прямое наблюдение, свидетельствующее в пользу теории антропогенного изменения климата.

Источник: postnauka.ru