На явление, ныне называемое парниковым эффектом газообразных примесей атмосферы, впервые указал в 1824 г. французский ученый Жан Батист Жозеф Фурье (1768-1830). Его открытие дополнил в 1861 г. английский физик Джон Тиндаль (1820-1893). Он установил, что, подобно водяному пару, молекулы СО₂ также экранируют длинноволновое излучение (4-96 мкм).

В 1896 г. шведский ученый Сванте Аррениус (1859-1927) количественно оценил влияние изменения концентрации атмосферного СО₂ на температуру земной поверхности. Он учитывал эффект важной положительной обратной связи между ростом температуры и увеличением содержания паров воды в воздухе, что также должно вести к потеплению климата. Ученый считал, что чередование ледниковых и межледниковых эпох в четвертичном периоде связано с колебаниями концентрации атмосферного СО₂ и что человечество ставит незапланированный эксперимент над климатической системой планеты, сжигая ископаемое топливо и увеличивая тем самым парниковый эффект. Эти представления С. Аррениуса намного опережали его время и актуальны в наши дни.

Анализ глобальной ситуации, основанный на рациональном подходе, может привести к пессимистическому заключению, что человечество двигается к катастрофе окружающей среды. Это кажется вероятным, поскольку отношения между обществом и природой полностью не объясняются наукой, и на это также указывают трудности в достижении международного соглашения по предотвращению глобального изменения климата. Другими словами, связь между социально-экономическим развитием и динамическим развитием человеческой экосистемы еще не ясна.

Главная проблема заключается в расхождении оценок мирового увеличения населения и ограниченных природных ресурсов в рамках концептуального конфликта производства и потребления.

Необходимо учитывать и длительность восстановления нарушенной природы Севера. О критическом положении российского Севера писалось немало. Если ничего не изменится, через 30-50 лет страна может лишиться практически всех природных богатств обширного Арктического региона и будет уже не в состоянии спасти хотя бы часть природы Арктики, ее население, особенно малочисленные народы.

Труд профессора М. Неймара «История Земли» 1902 г. — очень ценное для нас, современных исследователей, пособие: мы имеем возможность сравнивать климат тогдашний и сегодняшний. Особенно, это касается, ледников (рис.1).

Рис. 1. Ледник Алеч в Бернском нагорье.«История Земли», М. Неймайр. С-Петербург, 1902 г.

Из ретроспективного анализа истории климата следует, что главные климатические изменения были до некоторой степени связаны с солнечной деятельностью. Они характеризуются циклами с периодами 70-90, 200 и 2500 лет, которые, коррелируют с частотами изменений климата (Андерсон, 1991).

До 1975-1980-х гг. климат менялся преимущественно под воздействием природных факторов и что в период с 1750 г. по 1950 г. приток солнечной радиации на Землю несколько увеличился (примерно на 0,3 Вт/м²), особенно в первой половине ХХ века. Таким образом, в основном природные факторы были причиной завершения малого ледникового периода, который охватывал период с XVI до второй половины ХIХ века, а также циклов потепления и похолодания в ХХ веке, но только до середины 70-х годов.

Имеет ли потепление климата в четвертую четверть ХХ века и ныне антропогенную, парниковую природу?

Если это так, то при удвоении природной нормы содержания атмосферного СО₂ и еще больших возможных концентрациях (то есть от 550 до 970 долей на миллион) средняя температура воздуха у поверхности Земли может увеличиться, и на этот раз гораздо значительнее, чем это имело место с 1975 г. Такое может произойти много раньше, чем закончится ХХI век, так как природе все равно, какими газами будет обеспечиваться величина парникового эффекта, эквивалентная указанным содержаниям СО₂.

Можно ли сказать, что прозрение С. Аррениуса и его последователей сбылось и антропогенное потепление климата — установленный научный факт? Недавняя гипотеза заключается в том, что вариации в интенсивности космических лучей, являющиеся следствием изменений солнечной активности и вызывающие процессы ионизации в атмосфере, могут стимулировать формирование облаков (Marsh, 2001). Нагревание низких слоев атмосферы, произошедшее в течение последнего столетия, совпало фактически с периодом уменьшенной интенсивности космического излучения, а недавние исследования спутниковых фотографий, показывают корреляцию между интенсивностью космических лучей и части земной поверхности, покрытой низкими облаками. Было также обнаружено, что солнечное магнитное поле имеет циклы близкие к 100 тыс. лет, которые могли повлиять на климат Земли в отдаленном прошлом, и вероятно были причиной чередования ледниковых и межледниковых периодов.

В течение последних 140 лет в мире стало теплее почти на 0,8 °С. При этом глобальная температура приземного слоя воздуха в ХХ веке увеличилась на 0,6 ± 0,2 °С. В период с 1910 по 1945 гг. величина потепления была такой же, как и с 1975 по 2000 гг.

С 1945 по 1975 гг. происходило похолодание. Потепление последней четверти ХХ века и начала нынешнего столетия идет быстрее (рис. 2). Несколько аномально теплых лет были характерны для 80-х годов. Самым теплым за период всех наблюдений был 1998 год.

По И.И. Борзенковой, в последнюю четверть ХХ века особенно заметными стали такие признаки потепления:

— почти повсеместное отступление горных ледников;
— сокращение площади и уменьшение толщины морских льдов в Арктике;
— уменьшение площади шельфовых ледников в Антарктиде;
— изменение границ и толщины снежного покрова в умеренных и высоких широтах;
— увеличение продолжительности вегетационного периода;
— прямое влияние увеличения концентрации СО₂ на естественную и культурную растительность, в результате которого увеличивается ее продуктивность.

Рис. 2. Изменение средней глобальной температуры воздуха у поверхности Земли за последние 140 лет. Оценка Межправительственной группы экспертов по изменениям климата. Программа ООН и ВМО Источник: Global Environment Outlook 3. UNEP, 2002.

По данным РАН по современному айсберговому стоку, поверхностному балансу массы, скорости движения и изменениям толщины ледников Арктики, включая ледники Российской и Канадской Арктики, Северной Америки, Шпицбергена, Скандинавии, установлено, что в конце XX — начале XXI вв. в Арктике усилились динамические потери массы льда (расхода льда в море через линию налегания). По найденным эмпирическим связям объема ледников с их площадью вычислено общее сокращение объема льда на трех архипелагах Российской Арктики за период 1952-2001 гг. — около 250 км³, или 1,6% от исходного. Доля айсберговых потерь в этом сокращении оценивается величиной около 30%, максимально — более 50% для Земли Франца-Иосифа, где он превышает. Максимальное абсолютное сокращение объемов льда оказалось на Новой Земле — 150 км² льда.

Установлена тенденция сокращения длины, площади и высоты поверхности ледников Российской Арктики и горных ледников в последние десятилетия, изменения их гидротермического состояния и внутренней структуры на рубеже XX и XXI столетий. Все это проявляется в неустойчивости поведения ледников в виде подвижек и выбросов айсбергов.

В результате анализа современных космических изображений обнаружены классические признаки динамической неустойчивости ряда арктических ледников — на Новой Земле, острове Октябрьской Революции. Колебания уровня снеговой границы во времени свидетельствуют об улучшении или ухудшении условий питания ледников. В первом случае уровень снеговой границы понижается, во втором — повышается.

Следовательно, по изменению уровня снеговой границы можно судить об изменении климатических условий в районах оледенения, что подтверждается и ретроспективным анализом.

Елена ЕСИНА,
к.э.н., генеральный директор Центра системных исследований.