Записки метеоролога

В этом фундаментальном исследовании Будыко показал, как климат мог изменяться в прошлом под воздействием вулканической активности, которая с одной стороны, насыщала атмосферу СО₂, а с другой – приводила к повышению в атмосфере концентрации аэрозольных частиц.

Вариации атмосферной концентрации СО₂ вызывали изменения парникового эффекта и влияли на температуру поверхности планеты. При этом в течение сотен миллионов лет концентрация атмосферного СО₂ в основном понижалась, что связано с поглощением его карбонатными породами (известняки и доломиты), и, что, по мнению Будыко, хорошо согласовывалось с данными палеоклиматических реконструкций, указывающих на более тёплый климат прошлых эпох.

Вместе с тем вулканическая активность приводила и к выбросам в атмосферу двуокиси серы, состоящей из мельчайших взвешенных аэрозольных частиц,обладающих свойством высокого отражения коротковолновой радиации. Такие частицы за короткое время после извержения вулканов понижали температуру поверхности земли, создавая «антипарниковый эффект».

Таким образом, Будыко определил два наиболее важных для понимания истории климата планеты фактора: атмосферная концентрация СО₂ и атмосферный аэрозоль.

Масштабное извержение вулкана может притормозить на несколько лет рост глобальной температуры. Средняя глобальная температура замирает или даже уменьшается в ближайшие два-три года, а потом скачком навёрстывает как бы упущенное.

Так уже было после извержения вулканов Пенатубо в 1991 г. и Эль-Чичона в 1984 г. Изучение механизма влияния вулканических извержений на изменение климата, позволило объяснить причины происходивших исторических процессов, к которым можно отнести и возникновение Русской смуты в начале XVII века. Три года с 1601 по 1603 были в России неурожайными: даже в летнее время не прекращались заморозки, а в сентябре выпадал снег. Причиной этого, по современным воззрениям, было извержение вулкана Уайнапутина в Перу 19 февраля 1600 г. и последовавшая за этим вулканическая зима.

Разразился страшный голод, жертвами которого стали до полумиллиона человек. Масса людей устремилась в Москву. Правительство Бориса Годунова раздавало им деньги и хлеб. Таковы основные факторы, приводящие к естественным изменениям климата на Земле.

Эти работы сыграли исключительно важную роль в формировании современных научных взглядов на проблему антропогенных изменений климата и прогностических оценок на будущее.

Благодаря своей научной прозорливости, М.И. Будыко уже в 1972 г. в работе «Будущее климатов» впервые указал, что ближайшие десятилетия будут характеризоваться существенным потеплением глобального климата. Для того времени подобное мнение было необычным, так как тогда происходило похолодание климата и существовало более 20 прогнозов продолжения похолодания климата.

В наши дни его вывод разделяется большинством учёных и подтверждается натурными данными.

В 1975 году он был приглашён на работу в Государственный гидрологический институт (ГГИ), где основал отдел изучения изменения климата.

Вместе с ним на работу в ГГИ перешли из ГГО многие талантливые учёные-климатологи, такие, как О.А. Дроздов, К.Я. Винников, К.М. Лугина, И.И. Борзенкова, Э.К. Бютнер и другие. Отдел занимался различными аспектами изменений климата – от сбора и анализа данных до изучения влияния изменений климата на продуктивность естественных и сельскохозяйственных экосистем, изучения глобального кругооборота углерода и палеоклиматов (ископаемых климатов). С этим направлением было связано несколько публикаций Будыко и его сотрудников, в которых они предложили новый подход к прогнозу состояния климатической системы посредством составления аналогов климата будущего. Суть такого подхода основана на концепции энергетического эквивалента изменений различных климатических факторов. Учёные исходили из того, что климатическая система должна реагировать сходным образом на изменения энергетического эквивалента независимо от того, чем они вызваны (излучением солнца или изменением концентрации СО₂ или аэрозоля).

Анализ палеоклиматов позволил Будыко получить оценки изменения глобальной и региональной температуры поверхности Земли при изменении энергетического эквивалента на определённую величину. Отношение изменений температуры к энергетическому эквиваленту названо «чувствительностью климата» и оценено как число в диапазоне от 2 до 4°С на каждые 4,4 вт/м2. Величина 4,4 вт/м2 создаётся при удвоении атмосферной концентрации СО₂.

Современные исследования, проведённые МГЭИК, определяют эту величину практически в том же диапазоне, что и в работах Будыко и его сотрудников 30-летней давности. В начале 1990-х этот метод получил развитие в США, где М. Хоферт и К. Ковеи показали, как метод палеоаналогов может быть использован для определения подгонных коэффициентов в больших климатических моделях.

В последние годы жизни Будыко продолжал руководить созданным им отделом в ГГИ и работать над проблемой прогнозирования климата будущего.