Игорь Мохов. Климат: к чему готовиться?

Поняв, как меняется современный климат, можно подготовиться к грядущим переменам и оценить перспективы стран и регионов — в том, что касается сельского хозяйства, туризма, добычи полезных ископаемых и просто комфортной жизни. О том, почему происходят климатические изменения и что они сулят человечеству, рассказывает член-корреспондент РАН, директор Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН Игорь Иванович Мохов

Что сейчас происходит с климатом, действительно ли он меняется и, если меняется, то под влиянием каких факторов — естественных или антропогенных?

Климат, по определению, меняется, всегда менялся и будет меняться. Другое дело, как и почему. То, что в последнее время идет серьезное потепление, — факт. Три прошедшие десятилетия были самыми теплыми на поверхности Земли с середины ХIX века. Что касается причин климатических изменений, то важную роль играют обе категории факторов — и естественные, и антропогенные; проблема только в том, чтобы адекватно оценивать их вклад. И здесь необходимо понимать, какими временными диапазонами мы оперируем. Если мы говорим о столетии, то, судя по модельным и эмпирическим оценкам, доминирует человеческий фактор. Если мы рассматриваем более короткие промежутки, скажем в пределах тридцатилетия, то на первый план выходит естественная изменчивость — под влиянием солнечной, вулканической активности, облаков и т. д. В земной климатической системе есть разные природные циклы: последствия вулканического извержения проявляются в течение года-двух; в стратосферном ветре наблюдается двухлетняя цикличность, положительные и отрицательные аномалии температуры в экваториальной части Тихого океана (явления Эль-Ниньо и Ла-Нинья) отмечаются со средней периодичностью около 4—5 лет; Атлантическая долгопериодная осцилляция (изменения температуры в Северной -Атлантике) имеет период около 60 лет. Существенные вариации климата связаны с этим 60-летним колебанием, которое проявляется на фоне векового тренда — общей тенденции потепления. В последние десятилетия потепление на планете шло ускоренными темпами. Предыдущий максимум в XX веке пришелся на 1930—1940-е годы; потом был период похолодания — примерно до середины 1970-х. Сейчас мы вновь вышли на гребень этой волны, поэтому в ближайшие два десятка лет можно ожидать относительного замедления потепления или даже локального похолодания, а затем, через 20—30 лет, — очередного ускорения потепления.

Как давно ученые наблюдают за климатом?

Данные наблюдений глобального масштаба имеются с середины XIX века. Но тогда сеть наблюдений на Земле была неплотной. И хотя точечные наблюдения велись в разных странах и раньше — в Англии, Чехии, России за температурой и осадками следили уже в XVIII веке, — глобальных измерений еще не было, поэтому судить о климатических тенденциях в то время можно только по реконструкциям. Сейчас сеть метеостанций покрывает Землю достаточно плотно, но все равно измеряется не все и не везде. Дополнительную информацию ученым дают спутники, но и они не совершенны: время их жизни ограничено, а данные, приходящие от них, нужно стыковать между собой, они должны быть совместимыми. Все это представляет серьезную проблему. Чтобы получить информацию о прошлых веках и десятилетиях и заполнить дыры в рядах данных, особенно над океанами, используют методы экстраполяции, интерполяции и реконструкции. Анализируют, например, годовые кольца деревьев, пыльцу, состав пузырьков воздуха в ледовых щитах и т. д. Палеореконструкция климата за 400 тысяч лет, проведенная на советско-российской антарктической станции «Восток», была, на мой взгляд, самым выдающимся проектом столетия в области климатических исследований. Был восстановлен ход изменений не только температуры, но и содержания парниковых газов и аэрозоля в атмосфере, и было показано, что в последние сотни тысяч лет они шли практически синхронно. Этот вывод используют противники антропогенного потепления — они утверждают: раз температурные изменения с давних времен вызывают повышение концентрации парниковых газов в атмосфере, значит, сегодняшняя ситуация не нова. На самом деле сейчас изменения идут гораздо быстрее, чем раньше, и этого не объяснить без учета антропогенных воздействий. Кстати, еще недавно казалось, что современные модели переоценивают последствия антропогенного потепления. Однако на деле скорость таяния морских льдов в Арктике больше, чем ожидалось. В сентябре 2012 года зарегистрирован рекорд: в Арктике было вдвое меньше морских льдов, чем в среднем с конца 1970-х годов. Если тенденция сохранится, уже в середине XXI века арктические морские льды могут стать сезонными.

Что еще, кроме скорости потепления, свидетельствует о влиянии человека на климат?

Говоря про потепление, мы обычно имеем в виду земную поверхность: метеорологические измерения проводятся на высоте двух метров. Потепление же идет не только в поверхностном слое, но и в тропосфере (слой высотой в среднем 12 км). А вот выше, в стратосфере и мезосфере в последние десятилетия, наоборот, идет сильное выхолаживание. Наш институт с конца 1950-х годов измеряет температуру в области мезопаузы — на высоте около 87 км (это самый длинный в мире ряд измерений). Там отмечено сильное похолодание — на один-два порядка более быстрое, чем потепление у поверхности Земли. Это имеет важнейшее значение для выявления механизмов климатических изменений. Результаты модельных экспериментов показывают: если бы концентрация парниковых газов в атмосфере не увеличивалась из-за антропогенного воздействия, такое выхолаживание не должно было бы проявиться.

Давайте уточним, что имеется в виду под «антропогенным фактором».

Если говорить об энергетике климата — о тепловом, радиационном балансе, то ключевое влияние на климатическую систему оказывает парниковый эффект. Парниковые газы — это углекислый газ, метан, закись азота и другие составляющие. Они в большей степени воздействуют на длинноволновое излучение — на уходящую от Земли тепловую радиацию, чем на приходящую солнечную радиацию. То есть они пропускают солнечные лучи, а обратное излучение в другом волновом диапазоне задерживают. Есть и другие факторы, например так называемые тепловые шапки городов. В центре городов обычно теплее, чем на периферии, — это связано с энергетическими источниками. Значительное влияние на климат оказывает загрязнение атмосферы.

Справедливо ли утверждать, что человек начал влиять на климат только, скажем, во второй половине ХХ века?

Не совсем. Серьезное антропогенное воздействие на климат началось с вырубки лесов. Потеря лесов приводит к изменению альбедо Земли, то есть коэффициента отражения солнечной радиации, что в свою очередь сказывается на энергетическом, тепловом балансе планеты. Масштабная вырубка происходила не только в последнее столетие, уничтожение лесов (например, в ходе сельскохозяйственных работ) влияло на климат и раньше.

Когда впервые заговорили об опасности изменения климата?