Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №7 - Журнал «Домашняя лаборатория»

2. Что такое «парниковый эффект» и при чем здесь, человек?

Вот что можно прочесть в Википедии:

• Парниковый эффект был обнаружен Жозефом Фурье в 1824 году и впервые был количественно исследован Сванте Аррениусом в 1896. Это процесс, при котором поглощение и испускание инфракрасного излучения атмосферными газами вызывает нагрев атмосферы и поверхности планеты.

• На Земле основными парниковыми газами являются: водяной пар (ответственен за примерно 36–70 % парникового эффекта, без учёта облаков), углекислый газ (СО2) (9-26 %), метан (СН4) (4–9 %) и озон (3–7 %). Атмосферные концентрации СО2 и СН4 увеличились на 31 % и 149 % соответственно по сравнению с началом промышленной революции в середине XVIII века. Такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет — период, в отношении которого достоверные данные были получены из образцов полярного льда.

• Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения вместе выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн углекислого газа и других парниковых газов в год. Животноводство, применение удобрений, сжигание угля и другие источники дают около 250 миллионов тонн метана в год. Около половины всех парниковых газов, выброшенных человечеством, осталось в атмосфере. Около трёх четвертей всех антропогенных выбросов парниковых газов за последние 20 лет вызваны использованием нефти, природного газа и угля. Большая часть остального вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов.

Парниковый эффект, наблюдал любой из нас. В теплицах температура всегда выше, чем снаружи; в закрытом автомобиле в солнечный день наблюдается то же самое. В масштабах Земного шара все так же. Часть солнечного тепла, полученного поверхностью Земли, не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера действует наподобие полиэтилена в парнике. Не будь парникового эффекта средняя температура поверхности Земли должна быть около -18 °C, а в действительности около +14 °C. Сколько тепла остается на планете напрямую зависит от состава воздуха.

Все так. Только если действительно теплеет, то содержание углекислого газа и должно увеличиваться, поскольку его растворимость в воде с ростом температуры уменьшается. А это тоже должно приводить к еще большему потеплению. Только это все какие-то умозаключения, на уровне философов. Должны быть точные расчеты, показывающие вклад каждого компонента, статистические заключения, коэффициенты корреляции и т. д. Просто XVIII век какой-то.

Кстати об образцах полярного льда. Если в прошлом было потепление, то лед вроде должен был бы растаять. Интересно как можно узнать сколько в нем было СО2, если самого льда не было?

Ну, а насчет последних 650 тысяч лет имеется любопытный график:

Климатические индикаторы за последние 0,5 млн. лет: изменение уровня океана (синий), концентрация 18О в морской воде, концентрация СО2 в антарктическом льду. Деление временной шкалы — 20 000 лет. Пики уровня моря, концентрации СО2 и минимумы 18О совпадают с межледниковыми температурными максимумами.

Ну, уровень океана явно соответствует тогдашней температуре. Посмотрите как менялось содержание СО2. Интересно, это тоже мы натворили? Что там какие-то 150 лет наблюдений климатологов на этом фоне. В прошлом происходили колебания посерьезней. Из этого графика видно, что текущее потепление, похоже, еще не закончилось. Смотрите по уровню океана, наш пик то все еще ниже, чем другие. А впереди (ой, мама) нас ждет очередной ледниковый период. В ближайшие 20 тыс. лет. Как-то глобальное потепление приятней глобального похолодания.

Ну, возможно кое-что мы все-таки натворили. Попытаемся понять что, хотя бы на уровне рассуждений натурфилософов.

Земля представляет собой замкнутую биосистему. На нее падает свет, и она выделяет тепло. Это все. На поверхности Земли энергия света запасается в виде органических веществ. Делается это фотосинтезирующими организмами, такими как фотосинтезирующие бактерии, водоросли, растения. В общем виде, из СО2, воды и ряда других веществ, с выделением кислорода. Другие организмы потребляют синтезированную органику и кислород, например поедают растения, используют запасенную энергию, расщепляют для этого органику и в конечном итоге доводят ее до простых веществ, утрированно до СО2, которые опять поступают в синтез. Это замкнутый цикл. Сами организмы, составом своих тел, тоже участвуют в цикле. Каждый организм является только питанием для других организмов. И человек не исключение. Раскопайте любую могилу на кладбище — посмотрите. Человечество по своей биомассе — это вообще мелкая частность. Для метана существует свой цикл, возможно очень древний. Сейчас, для понимания, это не важно.

Похоже, весь углерод был задействован в цикле очень рано. Есть данные, что количество органики на Земле постоянно, меняются только организмы и их соотношение. Если в цикле что-то нарушается, например, резко уменьшается соотношение фотосинтезирующих организмов к другим, то возрастет количество СО2 и уменьшается содержание кислорода. Система, конечно, саморегулирующаяся и постарается восстановить статус-кво. В данном примере, наличие повышенных концентраций СО2 создает благоприятные условия для растений (плюс парниковый эффект) и низкие содержания кислорода — неблагоприятные для животных и человека.

Вернемся к нашим бедам. Человек сжигает нефть и газ. Ничего предосудительного он при этом не делает. Он возвращает в цикл (круговорот), в виде СО2, углерод который вывалился ранее из цикла, например уголь — в каменноугольный период. Если уж ему не нравится создаваемая при этом атмосфера и он хочет побыстрее привести ее в норму, то по логике он должен увеличить биомассу растений. Преступление человека в том, что он делает как раз обратное — вырубает леса планеты. Нет ничего удивительного в том, что планета, образно говоря, начинает мстить — создает условия неблагоприятные для человека. На самом деле конечно, это просто процессы саморегулирования замкнутой биосистемы. И глобальное потепление, если оно есть, только одно из них.

3. Почему боятся глобального потепления?

Похоже, эта тема возбуждает природную фантазию человека. Каких только бед и катастроф не предрекается. Как будто в прошлом и настоящем все безоблачно и нет никаких стихийных бедствий. Это сродни научной фантастики, можно предсказывать что угодно, все равно это будет проверено, когда уже никого из современников не будет. Потепление-похолодание — это природный процесс, который происходит достаточно медленно, чтобы заметить его. Какие-то виды исчезнут, может и сам человек, какие-то приспособятся — эволюционируют. Ничего нового. Виды исчезают каждый день, загляните в «синюю» и «красную» книги. Исчезновение видов — это обратная сторона эволюции, которая идет непрерывно, и сегодня тоже.

Некоторые предсказания подкрепляются математическими моделями. Американцы в таких случаях говорят: «Боолшиит». Математические модели, это просто одна из форм представления табличных данных. Берется куча данных, подбирается уравнения или функции, которые при