В течение тысячелетий хозяйственная деятельность человека приспосабливалась к окружающим климатическим условиям, но не считалась с тем, производит ли она на климат положительное или отрицательное воздействие. Когда население Земли было сравнительно небольшим и энергетическая вооруженность человека была относительно малой, казалось, что антропогенное воздействие человеческой деятельности на природу не может повлиять на устойчивость климата. Но в XX в. деятельность человека все больше приобретала такие масштабы, что встал вопрос о непреднамеренном воздействии хозяйственной деятельности человека на климат. Влияние на климат оказывает следующие, принявшие глобальный характер процессы: — распахивание огромных массивов земли, вызывающее изменение альбедо, быструю потерю влаги, подъем пыли в атмосферу; — уничтожение лесов, особенно тропических, влияющее на воспроизводство кислорода, изменения альбедо и испарения; — перевыпас скота, превращающий степи и саванны в пустыни, в результате чего меняется альбедо, иссушается почва; — сжигание ископаемого органического топлива и поступление в атмосферу СО2, СН4; — выбрасывание в атмосферу промышленных отходов, меняющих состав атмосферы, увеличивающих содержание радиационно-активных газов и аэрозолей. Особую тревогу вызывает прогрессирующее увеличение СО2, фторхлоруглеводородов, метана, закиси азота и озона, которые создают парниковый эффект. Оценки, сделанные в 2001 г., показывают, что в атмосфере с 1750 г. по 2000 г. увеличились концентрации углекислого газа (СО2) — на 31%, метана (СН4 — на 151%, закиси азота (NO2) — на 17%. С 1995 г. продолжается рост малых газовых примесей, также оказывающих парниковое воздействие и содействующих уменьшению содержания озона. Увеличение концентрации этих газов дает радиационное повышение температуры атмосферы. С другой стороны, выбрасываемый в атмосферу естественный (извержения вулканов) и антропогенный (выбросы хозяйственной деятельности) аэрозоль способствует понижению температуры атмосферы. Однако отдельные вулканические извержения не имеют долговременного действия, но антропогенный аэрозоль, который в индустриальную эпоху выбрасывается постоянно, увеличивает концентрацию аэрозоля и главным образом SO2, особенно в средних широтах Северного полушария. Все перечисленные радиационные воздействия вносят различный вклад в изменение климата, приводящий в итоге либо к потеплению, либо к похолоданию. Причем пространственный масштаб этого вклада различный: изменение притока солнечной радиации или увеличение концентрации углекислого газа действуют глобально, то антропогенные выбросы аэрозоля первоначально имеют локальное распространение и действуют локально. СО2 и другие радиационно-активные газы благодаря парниковому эффекту приводят к нагреванию поверхности Земли и нижней атмосферы, а это приведет к изменению климата. Для того чтобы представить себе, что же будет с климатом в дальнейшем, важно оценить величину выброса этих газов в атмосферу. Величина выброса СО2 в атмосферу зависит от сжигания ископаемого топлива (нефти, газа, угля), и с высокой степенью вероятности будет определять рост концентрации СО2 в атмосфере в XXI столетии. Выброс в атмосферу парниковых газов и аэрозолей зависит от развития человечества в XXI в., который в свою очередь будет определяться демографическими, экономическими и технологическими факторами. Естественно, что точного прогноза такого развития нет. Поэтому Межправительственная группа экспертов по изменениям климата разработала различные сценарии выбросов. В соответствии с некоторыми из этих сценариев концентрация СО2 в атмосфере к 2100 г. может достичь 540-970 млн-1, т. е. ее концентрация будет на 90-250% больше, чем в доиндустриальное время. Рост концентрации других парниковых газов также зависит от конкретного сценария. Доля СО2 в суммарном радиационном воздействии в течение всего XXI столетия будет возрастать от половины до двух третей. Антропогенный аэрозоль может и увеличиваться и уменьшаться в зависимости от принятых в сценарии мер по ограничению выбросов аэрозолей в атмосферу и способов использования ископаемого топлива. Чтобы оценить возможные антропогенные изменения климата, необходимо иметь количественную теорию климата. В качестве такой теории в настоящее время созданы математические модели климата различной сложности, основывающиеся на физических законах, выраженных дифференциальными уравнениями в частных производных. Современные глобальные климатические модели (ГКМ) состоят из взаимодействующих друг с другом моделей атмосферы, океана, верхних слоев суши, криосферы и биосферы. На рис. 10.6 приводятся временной ход наблюдавшихся среднегодовых глобальных аномалий температуры (в отклонениях от нормы за 1951-1980 гг.) с 1860 по 1987г., результаты интегрирования ГКМ (включающей атмосферу и океан) с учетом реального изменения концентрации парниковых газов (штриховая линия) и второго интегрирования, когда было учтено радиационное воздействие не только парниковых газов, но и антропогенного сернокислотного аэрозоля, который накапливается в стратосфере. Видно, что во втором интегрировании (красная лин По расчетам разных ГКМ для набора сценариев Межправительственной группы экспертов по изменениям климата средняя глобальная температура в течение 1990-2100 гг. может повыситься на 1,5-5,8°С. Такое потепление не встречалось в течение последних десяти тысяч лет. Разброс значений связан с использованием широкого набора сценариев, в том числе и «экстремальных». При таком росте температуры над земным шаром над сушей потепление будет еще большим и особенно в высоких широтах в холодное время года. Количество осадков, вероятно, увеличится во внетропических широтах Северного полушария и в Антарктиде зимой. В низких широтах возможны как усиление, так и ослабление осадков — в зависимости от сценариев выбросов. Ожидается дальнейшее сокращение снежного и ледяного покрова в Северном полушарии. Ледники, за исключением ледяных щитов Гренландии и Антарктиды в XXI в. будут отступать. Наконец, принятые сценарии показывают, что в течение 1990-2100 гг. ожидается повышение среднего уровня Мирового океана на 14-80 см (в среднем на 47 см), что в 2-4 раза превосходит прирост уровня в XX столетии. ия) модель точно описала общий средний рост фактической температуры после 1960 г.
