Настоящее и будущее климата Земли
Прежде всего обратимся к графику изменений температуры воздуха на планете. Во-первых, мы видим постоянный ее рост со скоростью примерно 0,5 С в 100 лет. Во-вторых, есть значительные колебания климата (потепление 40-х и похолодание 60 х гг. XX в.). И, наконец, имеются резкие межгодовые изменения.
Наибольший интерес представляет "вековой" рост температуры. Его можно объяснить двумя причинами. Во первых, упоминавшийся выше малый ледниковый период завершился в середине XIX в., и начавшееся потепление можно объяснить именно как проявление некоторой положительной фазы в колебании климата за последние насколько тысяч лет. Во-вторых, рост температуры можно объяснить парниковым эффектом, обусловленным загрязнением атмосферы. Действительно, содержание CO2 в атмосфере постоянно растет в результате хозяйственной деятельности человека Компьютерное моделирование реакции климата на изменение содержания СО2 в атмосфере показало по углекислый газ мог бы быть ответственным за потепление на планете. Однако остаётся непонятным похолодание в 60-х гт. Кроме того, потепления относительно недавнего прошлого, например эпоху викингов, не могут быть объяснены индустриальными выбросами СО) в атмосферу.
Похолодания нередко связывают с крупнейшими вулканическими извержениями (вулканы Агунг - 1968 г., Эль-Чичон — 1982 г.. Пенатубо - 1991 г., и др.). Они способны сыграть активную роль в изменении климата, поскольку в этом случае пыль и пепел выбрасываются очень высоко и проникают даже в стратосферу. Суть в том, что атмосфера может самоочищаться только в нижней своей части — в тропосфере. Самоочищение происходит благодаря конденсации водяного пара в облаках и дальнейшего выпадения осадков. В стратосфере этого нет, нисходящие потоки воздуха очень слабы, и поэтому пыль и пепел могут носиться над Землей долго — многие месяцы и годы, уменьшая поток солнечной энергии, поступающей на планету, что приводит к похолоданию.
Наблюдения позволили установить, что в 40-е гг. крупных извержений практически не было. В результате глубокого самоочищения атмосферы Земля стала получать больше тепла, что и проявись в потеплении климата. А в начале XX в. и в 60 гг. крупные извержения загрязнили атмосферу и вызвали похолодание. Следует иметь в виду то, что процессы разных масштабов действуют совместно, часто порождая неожиданную ситуацию. Так, после извержения вулкана Эль-Чичон, естественно, ожидалось снижение температуры. Однако вместо этого произошло потепление, т.к. 1982—1983 гг. харахтезовались исключительно мощным прогревом Тихого океана, связанным с Эль-Ниньо. Одна из важнейших вопросов, стоящих перед человечеством, — это будущее состояние климата. Речь идёт лишь о ближайших десятилетиях. В масштабах тысячелетий проблема решается следующим образом: поскольку современная эпоха представляет собой типичное межледниковье, то она должна смениться ледниковым состоянием. Прогноз климата на ближайшие десятилетия создать гораздо сложнее. Некоторые исследователи связывают грядущие климатические изменения увеличением парникового эффекта.
В ходе компьютерных экспериментов в ведущих лабораториях мира оценено влияние газовых примесей на парниковый эффект и изменение температуры. Результаты моделирования показывают, что наибольшие изменения должны произойти в высоких широтах. Так и было во время потепления я 1930—1940-х гт. (это время успехов в освоении Арктики). Однако потепление последних 15 лет больше затронуло низкие широты. Арктика оставалась холодной, напомнив о себе несколькими вторжениями очень холодного воздуха в Северную Америку, в том числе весной 1994 г.
Далеко не все, однако, признают, что современные изменения климата связаны с деятельностью человека. Утверждается, что при современном
уровне точности измерении невозможно выделить ту часть изменений температуры, которая непосредственно обусловлена парниковым эффектом. Наконец, есть данные, что и естественные изменения климата могут происходить весьма быстро. В частности, менялись климатические условия при переходе от "эпохи викингов" к малому ледниковому периоду.
Грядущее потепление представляет угрозу для человечества не непосредственно, а благодаря некоторым косвенным эффектам. Дело в том, что при изменении температуры, влажности и обеспеченности солнечным светом нарушается привычный уклад сельскохозяйственного производства. Другой важнейший эффект — повышение уровня Мирового океана. Оно обусловлено двумя причинами. Во-первых, повышение уровня происходит за счет увеличения объема воды при глобальном потеплении. Во-вторых, тают ледники. При росте температуры на 1 С уровень океана должен повыситься на 16 см.
Еще одна экологическая проблема, связанная с загрязнением атмосферы, — это уменьшение количества озона. Загрязнение стратосферы фреонами — газами, выделяемыми холодильной и парфюмерной промышленностью, — способствует разложению озона на обычный и атомарный кислород. Увеличивается проницаемость атмосферы для самых коротких ультрафиолетовых лучей в количествах, опасных для всего живого на Земле. Особенно сильно понизилось содержание озона в стратосфере над Антарктидой. Сначала только во время антарктической весны (октябрь), а теперь и почти весь год его количество там понижено до 150—200 единиц Добсона вместо нормальных 300. Это объясняется постоянным около полярным вихрем в нижних слоях стратосферы. В результате перенос фреонов круглый год направлен к полюсу, а их накопление в условиях низких температур разрушает озон.
