Климат и человек

Климат и человекИзменяется ли климат на Земле? Этот вопрос давно уже волнует не только ученых. Как показали метеорологические наблюдения, с конца позапрошлого века средняя температура воздуха на всех широтах северного полушария повышалась. Потепление достигло максимума в конце тридцатых годов двадцатого столетия, когда средняя температура воздуха была на 0,6 градуса выше, чем в конце девятнадцатого. Затем началось похолодание. К середине шестидесятых годов XX века температура воздуха снизилась примерно на 0,3—0,4 градуса.

Такие изменения могут показаться несущественными. Но они имеют большое практическое значение, в частности в Арктике. Тем более что здесь они были в несколько раз большими, чем в среднем во всем полушарии. И во время наибольшего потепления, например, площадь морских полярных льдов сокращалась на 10 процентов, что значительно улучшало условия полярной навигации.

Климат и человекЕще большее влияние имели колебания температуры воздуха на влагооборот в атмосфере и на количество осадков. Температура в высоких широтах изменялась больше, чем в низких, и при потеплении разность ее на экваторе и на полюсе уменьшается, а при похолодании — возрастает.

Атмосфера в некоторых отношениях аналогична тепловым машинам, источником энергии для которых служит разность температур. При похолоданиях интенсивность движения воздушных масс, особенно в зоне умеренных широт, возрастает. Увеличивается перенос водяного пара с океанов на континенты и, соответственно, количество осадков. При потеплениях же, наоборот, заметно увеличивается частота засух во многих областях Европы, Азии и Северной Америки.

Причины этих изменений изучает наука климатология. Выяснилось, например, что прозрачность атмосферы для солнечной радиации, нагревающей земную поверхность, не постоянна. На нее значительно влияют изменения массы находящихся в воздухе мельчайших жидких и твердых частиц — атмосферного аэрозоля. Эти частицы особенно долго задерживаются в нижней стратосфере, на высотах от 15 до 25 километров, где они состоят в основном из маленьких капель серной кислоты.

Климат и человекКапли возникают в самой атмосфере из сернистого газа, который выделяется при различных процессах на земной поверхности. В стратосфере он взаимодействует с находящимися там озоном и водяным паром, превращаясь в серную кислоту. Так как один из важнейших источников сернистого газа — вулканические извержения, в периоды высокой вулканической активности прозрачность атмосферы падает и наступают похолодания. В двадцатых и тридцатых годах нашего века крупных вулканических извержений не было, что привело к заметному повышению прозрачности атмосферы и к потеплению климата.

Есть основания считать, что в последние десятилетия климат начал меняться в результате хозяйственной деятельности человека. Известны три пути влияния человека на климат. Первый из них — тепло от используемой энергии, включая энергию угля, нефти и атомную. Правда, это нагревание пока невелико и в среднем для планеты составляет около 0,01 градуса. Однако в больших городах оно может достигать и нескольких градусов.

Второй путь — увеличение концентрации углекислого газа в результате сжигания различных видов топлива. Углекислый газ существенно влияет на парниковый эффект в атмосфере: он хорошо пропускает солнечную радиацию к земле, но заметно задерживает уходящее от земной поверхности длинноволновое тепловое излучение. Увеличение количества углекислого газа приводит к повышению температуры воздуха у земной поверхности.

Когда-то, очень давно, концентрация углекислого газа в атмосфере была гораздо выше современной (сейчас его содержится около 0,03 процента) и достигала нескольких десятых процента. Тогда была выше и продуктивность растений, создавалось больше органического вещества в процессе фотосинтеза. Заметно выше была и температура воздуха, особенно в высоких широтах.

Количество углекислого газа в атмосфере начало убывать еще десятки миллионов лет назад, но этот процесс ускорился в последние несколько миллионов лет. Соответственно ему шло похолодание. Результат — образование постоянных ледяных покровов у полюсов.

Климат и человекПод влиянием хозяйственной деятельности человека с огромной быстротой восстанавливается древний состав атмосферы, более богатой углекислым газом. В последние десять лет его количество возросло на несколько процентов его общей массы. К концу нашего столетия оно должно увеличиться на 15—20 процентов по сравнению с 1970 годом. Расчеты показывают: повышение концентрации углекислого газа в последние десятилетия должно было поднять среднюю температуру воздуха на несколько десятых градуса. Но она за это время не повышалась, а падала. Очевидно, на климат значительно влияли другие факторы. Какие?

С конца тридцатых годов и до недавнего времени прозрачность атмосферы для солнечной тепловой радиации снижалась из-за увеличения атмосферного аэрозоля. Это результаты вулканической активности и хозяйственной деятельности людей — загрязнения атмосферы твердыми и жидкими частицами не только в городах, но и на обширных территориях.

Каким будет климат в будущем? Многие ученые пытаются дать свои гипотезы. В шестидесятых годах прошлого века было предложено свыше двадцати прогнозов изменения климата, причем авторы, как правило, считали, что происходившее ранее похолодание будет продолжаться дальше. Высказывалось предположение, что это похолодание может сравнительно скоро привести к «малой ледниковой эпохе», то есть к резкому ухудшению климатических условий в странах умеренных и высоких широт, где сельское хозяйство особенно чувствительно к понижению температуры. Однако имеющиеся данные заставили  предположить: процесс похолодания уже закончился и должен смениться потеплением, которое приведет к увеличению частоты засух во многих областях умеренных широт северного полушария. Они показали также, что после периода понижения средней температуры до минимума в середине шестидесятых годов XX века начался рост ее, ускорившийся в конце шестидесятых — начале семидесятых. За последние десять лет она возросла на 0,3 градуса, а в высоких широтах нашего полушария — приблизительно на один градус.

Климат и человекСтоль быстрое потепление наблюдалось в прошлом столетии только один раз — в начале двадцатых годов, соответственно с ростом прозрачности атмосферы. При нынешнем же потеплении прозрачность атмосферы остается ниже нормы. Стало быть, главной причиной его стал рост концентрации углекислого газа.

Скорость увеличения массы углекислого газа все время растет, и поэтому его влияние на климат становится все более значительным. До середины шестидесятых годов его воздействие компенсировалось увеличением атмосферного аэрозоля. Но это увеличение прекратилось, началось быстрое потепление. И оно уже становится все более заметным.

Какие же климатические изменения нас ждут?

Так как масса углекислого газа увеличивается все быстрее, наиболее вероятно дальнейшее потепление. Оно может через несколько десятилетий привести к усилению таяния морских полярных льдов, что существенно изменит природные условия не только в высоких широтах, но и на большей части планеты.

Происходящий сейчас процесс восстановления древнего состава атмосферы можно рассматривать как «омоложение» биосферы. Речь идет о восстановлении природных условий с теплым климатом на всех широтах, о возрастании продуктивности растений, которая сможет поддерживать гораздо большую массу живых организмов.

Если бы этот процесс происходил медленно, он мог бы считаться благотворным для человечества. Но его скорость создает ряд проблем, решение которых может оказаться непростым. Однако есть основания надеяться, что со временем вопросы регулирования климата будут изучены лучше, он станет более подвластен нам.

М. Будыко


Дмитрий Иосифович Ивановский

Рецепты

Новые рецепты

Публикации

Новое на сайте


Новые сообщения
Новые вопросы