Как нам избежать климатической катастрофы. Решения, которые у нас есть. Прорывы, которые нам нужны

Выбросы парниковых газов значительно выросли с 1850-х годов из-за деятельности человека, например сжигания ископаемого топлива. Взгляните на графики.

Каким образом парниковые газы вызывают потепление? Если в двух словах, они поглощают тепло, как парник, и удерживают его в атмосфере – отсюда и название.

Вы наверняка наблюдали парниковый эффект в другой ситуации – когда ваш автомобиль долго стоял на солнце. Лобовое стекло пропускает солнечный свет внутрь, а затем удерживает часть его энергии. Вот почему внутри автомобиля намного жарче, чем снаружи.

Однако такое объяснение вызывает еще больше вопросов. Почему солнечное тепло проходит через парниковые газы к Земле, но потом те же самые газы удерживают его в атмосфере? Следует ли понимать это так, что СО₂ работает как гигантское одностороннее зеркало? И если углекислый газ и метан удерживают тепло, почему этого не делает кислород?

Ответы следует искать в химии и физике. Как вы, возможно, помните из школьных уроков физики, все молекулы вибрируют – и чем быстрее, тем больше нагреваются. Определенные типы молекул, подвергаясь воздействию излучения на определенной длине волны, блокируют это излучение, впитывают его энергию и вибрируют быстрее.

Но не у всякого излучения нужная длина волны. Солнечный свет, к примеру, проходит сквозь большинство парниковых газов, которые не поглощают его, достигает Земли и греет планету, как и много миллионов лет назад.

Дело вот в чем: Земля не удерживает всю эту энергию вечно, иначе на нашей планете уже давно было бы невыносимо жарко. Часть энергии должна уходить обратно за пределы атмосферы, но по дороге она приобретает как раз такую длину волны, что ее поглощают парниковые газы. Вместо того чтобы уйти в открытый космос, никому не навредив, солнечный свет сталкивается с молекулами парниковых газов и заставляет их вибрировать быстрее, нагревая атмосферу. (Кстати, следует поблагодарить мироздание за парниковый эффект, без него люди не смогли бы жить на нашей планете из-за холода. Проблема в том, что излишек парниковых газов доводит ситуацию до крайности.)

Почему не все газы так действуют? Потому что через молекулы с двумя одинаковыми атомами – например, молекулу азота или кислорода – излучение проходит насквозь. Только молекулы, состоящие из разных атомов, как углекислый газ (диоксид углерода) и метан (углеводород), имеют подходящую структуру для поглощения излучения и нагревания.

Это первая часть ответа на вопрос «Зачем стремиться к нулю?»: да затем, что углекислый газ, попадающий в атмосферу, усиливает парниковый эффект! От законов физики никуда не деться.

Следующая часть ответа касается влияния парниковых газов на климат и на нас.

ЧТО НАМ ИЗВЕСТНО И ЧТО НЕИЗВЕСТНО

Ученым еще многое предстоит узнать о том, как и почему меняется климат. Межправительственная группа экспертов по климатическим изменениям не пришла пока к однозначным выводам насчет того, насколько и как быстро поднимется температура и как именно повлияет на нас глобальное изменение климата.

Проблема частично в том, что компьютерные модели далеки от совершенства. Климат – невообразимо сложное явление, и мы еще плохо представляем, как влияют на климатические изменения облака, а также как повышение температуры воздействует на экосистемы. Исследователи еще ищут ответы на эти и подобные вопросы.

Все же объем полученных к настоящему моменту знаний позволяет прогнозировать ситуацию. Перечислим основные моменты.

Земля нагревается из-за деятельности людей. Последствия этого нагревания уже, мягко говоря, неприятные, а будут еще хуже. Есть все причины полагать, что в какой-то момент разразится катастрофа. Когда она случится? Через тридцать лет? Пятьдесят? Трудно сказать. Но, учитывая сложность решения этой проблемы, даже если худшее ждет нас только через 50 лет, действовать нужно прямо сейчас.

Мы уже повысили температуру минимум на 1 °C с доиндустриальной эпохи, и если не сократим выбросы, то к середине нынешнего века температура, вероятно, поднимется на 1,5–3 °C, а к концу столетия – на 4–8 °C.

Потепление приводит к изменению климата. Прежде чем я объясню, что нас ждет, сделаю одну оговорку: прогнозируя общие тенденции, например «будет больше жарких дней» или «уровень моря повысится», мы не можем с полной уверенностью винить климатические изменения. Например, нельзя сказать, что они вызывают аномальную жару. Однако мы можем смело утверждать, что климатические изменения значительно повысили вероятность этой аномальной жары. Неясна также связь нагревания мирового океана с количеством ураганов, но климатические изменения делают их более влажными и интенсивными – и это факт. Нам также неизвестно, будут ли экстремальные природные явления накладываться друг на друга и не приведут ли к еще более катастрофичным результатам.

Что мы еще знаем?