Планета Земля. Познакомьтесь с миром, который мы называем домом

Несомненно одно: начало антропоцена отмечено быстрым изменением климата. С тех пор как началась промышленная революция, средняя температура поверхности Земли повысилась более чем на 1 °C. Этот темп намного превышает любые естественные изменения, происходившие в эпоху голоцена. Средний уровень мирового океана, который практически не менялся в течение нескольких последних тысяч лет, начал повышаться ускоренными темпами.

Невозможно точно предсказать влияние изменения климата на окружающую среду – прежде всего потому, что мы не знаем, как люди будут изменять среду своего обитания в будущем. Тем не менее научный подход может дать нам хорошее представление о событиях, которые могут развернуться в рамках того или иного сценария.

Нагрев планеты парниковыми газами

На Земле становится теплее. Мы замечаем это по показаниям термометров, но есть и другие доказательства. Происходит глобальное таяние ледников, раньше наступает весна, сдвигаются ареалы распространения деревьев и некоторых видов животных.

Этот процесс может объясняться двояко: либо на Землю начало поступать больше тепла, либо стало уходить меньше тепла. Первый вариант можно сразу исключить. Обычно в течение 11-летнего солнечного цикла количество солнечной энергии, попадающей в атмосферу Земли, варьируется примерно в рамках 0,1 %, но в среднем количество поступающей энергии не увеличивается. Это зафиксировано спутниковыми данными, то есть не удается объяснить повышение температуры в последние десятилетия за счет дополнительного нагрева Солнцем. Остается второй вариант: с поверхности Земли уходит меньше тепла.

Это может происходить по нескольким причинам. Во-первых, за счет увеличения выбросов парниковых газов, таких как углекислый газ и метан. Эти газы поглощают инфракрасное излучение определенной частоты – тепло, которое иначе ушло бы в космическое пространство (см. главу 6). Затем происходит переизлучение части этой энергии обратно на поверхность Земли и нижние слои атмосферы. Уровень парниковых газов повышается, верхние слои атмосферы охлаждаются, и в космос уходит меньше тепла – планета нагревается.

Уровень углекислого газа в атмосфере вырос с 0,0280 % с того момента, когда в XIX веке началась промышленная эпоха, до 0,0408 % в 2017 году. Спутниковые измерения показывают, что планету покидает все меньше инфракрасного излучения на тех частотах, которые поглощаются углекислым и другими парниковыми газами. Все больше этого инфракрасного излучения остается на поверхности Земли.

События, происходившие с климатом Земли в историческом прошлом, также доказывают, что планета нагревалась всякий раз, когда повышался уровень углекислого газа. На климат нашей планеты влияют многие факторы, но все-таки основной причиной последнего потепления является повышение уровня углекислого газа, и этому есть неопровержимые свидетельства.

Другие загрязняющие вещества охлаждают планету

Какие только вещества не попадают в атмосферу нашими усилиями. Веселящий газ и хлорфторуглероды нагревают планету, как и углекислый газ. Черный углерод (сажа) в целом поглощает тепло, но охлаждает поверхность Земли, затеняя ее. И другие загрязняющие вещества отражают солнечное тепло обратно в космос и таким образом работают на охлаждение.

Каждый раз после крупных извержений вулканов, которые интенсивно выбрасывают сернистый газ высоко в атмосферу – как, например, филиппинский вулкан Пинатубо в 1991 году, – планета немного остывает на протяжении одного года или двух лет. Но в отличие от углекислого газа, влияние сернистого кратковременно, потому что в воздухе он образует аэрозоль из крошечных капелек, которые вскоре выпадают в виде дождя.

Сжигание ископаемого топлива, содержащего серу, приводит к значительному увеличению количества сернистого газа в атмосфере. Примерно за 30 лет, в 1940–1970-е годы, уровень загрязнения стал настолько высоким, что оно частично компенсировало согревающий эффект углекислого газа. Но потом западные страны стали сокращать выброс серы в атмосферу в рамках борьбы с кислотными дождями – и нагрев углекислым газом вновь увеличился.

С 2000 года выбросы сернистого газа снова начали расти, прежде всего из-за интенсивного строительства угольных электростанций в Китае. Сейчас Китай наводит у себя порядок, но в других развивающихся странах выбросы сернистых соединений увеличиваются.

Температура планеты увеличивается