Проиллюстрируем это на примере фреонов 11,12, 113, окис-лов азота и др. Эти вещества разлагаются только в стратосфере под действием солнечного излучения. Если даже эти вещества перестанут выбрасываться в нижнюю атмосферу, они еще долго будут поступать в стратосферу из тропосферного резервуара. Если выбросы Ф-12 останутся на уровне 1985 года, то концентрация Ф-12 в стратосфере будет продолжать увеличиваться еще в течение более чем 100 лет.

Если же представить себе невероятное: что в какой-то момент выбросы фреонов в атмосферу уменьшатся на 85 %, то есть почти прекратятся, то после этого момента еще в течение более 100 лет концентрации фреонов в атмосфере будет сохраняться на прежнем уровне.

Концентрации СО₂, СН₄, N₂0 и фреонов Ф-11 и Ф-12 в атмосфере увеличиваются непрерывно со скоростями в пределах от 0,2 до 5,0 % в год. Реально концентрации СО₂, СН₄ и N₂0 увеличиваются непрерывно со скоростями соответственно 0,5, 1,0 и 0,2 % в год в течение ста последующих лет.

Что касается фреонов, то можно рассматривать 2 варианта: 1) количество выбросов фреонов остается неизменным, 2) количество выбросов фреонов Ф-11 и Ф-12 увеличивается на 1,5 и 3,0 % в год.

Расчеты, выполненные при этих условиях, показали, что если выброс фреонов не увеличивать, то примерно только через 70 лет после данного момента количество озона начнет постепенно восстанавливаться (по сравнению с сегодняшним его уровнем). Таким образом, если сейчас выброс в атмосферу фреонов «затормозить», то только через 70 лет озона станет столько же, сколько его имеется сейчас. Дело в том, что в течение примерно 30 лет количество озона еще будет продолжать уменьшаться, и только в последующие 30–40 лет он начнет восстанавливаться. Если же выбросы фреонов будут увеличиваться на 1,5 % в год, то за последующие 70 лет количество озона уменьшится чуть более чем на 3 %. Если же количество выбросов фреонов будет увеличиваться со скоростью 3 % в год, то уже через 70 лет количество озона уменьшится примерно на 10 %.

Расчеты показывают, что очень важно общее действие всех веществ, а не только фреонов. От всех них зависит скорость химических реакций, которые в конце концов приводят к разрушению озона. Выше мы говорили о полном содержании озона в столбе атмосферы от поверхности Земли до тропосферы. Но высотное распределение температуры, а значит, и изменение климата будет зависеть от высотного распределения озона. Если предположить, что количество фреонов 11 и 12 будет увеличиваться со скоростью 1,5 % в год, а количество газов СО₂, СН₄ и N₂О будет увеличиваться, как было сказано выше, то высотное распределение озона будет меняться во времени так, как это показано на рис. 63. Видно, что в средней и верхней стратосфере его количество должно существенно уменьшиться в последующие 100 лет. Это вызвано увеличением на этих высотах количества фреонов 11 и 12. Заметно также, что в тропосфере количество озона не только не уменьшается, но даже увеличивается. Это связано с увеличением концентрации метана СН₄.

Были проведены расчеты парникового эффекта различных малых составляющих атмосферы: СО₂, фреонов, СН₄, N₂О, О₃. Результаты показаны на рис. 64. Вырисовывается зависимость потепления климата от содержания СО₂. Все остальные малые составляющие атмосферы, взятые вместе, дают примерно такой же эффект. В октябре 1985 года в Австрии было проведено совещание по обсуждению изменения климата на Земле вследствие парникового эффекта. В нем приняли участие более 100 видных ученых разных стран. Они пришли к выводу, что примерно к 2030 году произойдут такие изменения в количестве парниковых газов, которые эквивалентны удвоению количества СО₂. Это значит, что поверхностная температура Земли увеличится на 3+1,5^оС. Было рассчитано, как различные газы (СО₂, О₃, фреоны, Н₂О, СН₄, N₂0) влияют на повышение температуры Земли вследствие парникового эффекта. В наше время вклад СО₂ в потепление примерно такой же, как вклад всех других газов (включая озон). Но в будущем столетии эффект нагрева во многом будет определяться озоном и другими газами, и только примерно на 30 % СО₂.

Очень любопытны результаты расчета увеличения температуры Земли для различных скоростей увеличения количества СО₂. В сценарии А принято, что количество СО₂ удвоится к 2020 году. В сценарии В считалось, что это произойдет на 40 лет позднее. Считалось, что кроме СО₂ в атмосфере имеются N₂O, СН₄, Ф-11, Ф-12. Полагалось, что в последующие 25 лет увеличение выброса в атмосферу этих газов резко уменьшится. В сценарии А полагалось, что выброс указанных газов все время увеличивается.

Сценарий А. СО₂ увеличивается со скоростью 1,5 % в год. CCl₃F (время жизни равно 75 годам) увеличивается со скоростью 3 % в год. CCl₂F₂ (время жизни равно 150 годам) увеличивается с такой же скоростью (3 % в год). СН₄ увеличивалось с 1958 по 1970 год со скоростью 0,6 % в год, в 1970-е годы — со скоростью 1 % в год, в 1980-е годы — со скоростью 1,6 % в год. N₂O увеличивался в 1958 году со скоростью 0,1 % в год, в 1980 году — со скоростью 0,2 % в год. Этот газ в 2000 году будет увеличиваться со скоростью 0,4 % в год и в 2030 году — со скоростью 0,9 % в год. В сценарии В считалось, что СО₂ увеличивается со скоростями: в 1990 году — 1 %, в 2000 году — 0,5 % и в 2010 году — 0 % (то есть не растет). CClO₃F и CCl₂F₂ увеличиваются со скоростями: 2 % в 1990 году, 1³% в 2000 году и 0,5 % в 2010 году. N₂O увеличивается со скоростями от 3,5 % в год (в 1980-е годы) до 2,5 % в 1990 году, 1,5 % в 2000 году и 0,5 % в 2010 году. В данном сценарии считалось, что количество других газов-примесей не увеличивается во времени. Ограничением выбросов можно ограничить рост температуры Земли. В противном случае (сценарий А) этот рост температуры Земли катастрофически большой.

ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОЗОНА В БУДУЩЕМ

Количество озона в атмосфере зависит от очень многих условий. Это и естественные условия в атмосфере, обусловленные главным образом солнечной энергией, и условия, которые создаются в атмосфере в результате деятельности человека. Очень трудно сейчас предсказать в точности, как будет меняться количество озона. Для этого надо правильно предсказать как солнечную активность, изменения в атмосфере в ближайшие десятилетия, так и последствия деятельности человека. Ни один из этих факторов неизвестен нам настолько хорошо, чтобы мы могли уверенно прогнозировать его на будущее. Тем не менее имеет смысл оценить, как может меняться озон в зависимости от изменения указанных факторов. На первом этапе исследований допустимо проанализировать влияние этих факторов по отдельности. Правда, если мы интересуемся реальной картиной, то должны проанализировать одновременное действие всех указанных факторов, от которых зависит количество озона. Это можно проиллюстрировать на таком примере. Если температура стратосферы в высоких широтах (в Арктике и Антарктике) остается не ниже некоторой критической величины, то разрушение озона идет там не очень быстро. Но при тех же условиях, то есть при тех же промышленных выбросах, но при более низкой стратосферной температуре, озон будет разрушаться катастрофически быстро, а на определенных уровнях он разрушится полностью. Так образовалась озонная дыра в Антарктиде.