Изменить стиль страницы

Большое количество серы попадает в атмосферу в результате сжигания топлива. Образовавшееся из серы CaSO4 по своей общей массе сопоставимо с количеством серы, выбрасываемым в атмосферу при самых мощных извержениях вулканов. Но в скором будущем количество CaSO4 за счет сжигания топлива в десять и более раз превысит то, которое обязано своим образованием активности вулканов.

Поскольку мелкодисперсный аэрозоль рассеивает коротковолновое солнечное излучение, а значит, уменьшает солнечную энергию, приходящую к Земле и к тропосфере, то тем самым он «работает» на похолодание климата, поскольку атмосфера при этом должна охлаждаться. Поэтому похолодания климата в прошлом пытаются объяснить, в частности, влиянием аэрозоля, выброшенного в атмосферу при извержении вулканов. Однако тут есть важное «но». Дело в том, что частицы аэрозоля не только рассеивают коротковолновое солнечное излучение, тем самым уменьшая солнечную энергию, но и поглощают его. А при поглощении энергия солнечного излучения идет на нагрев атмосферы. Поэтому очень важно оценить, что больше, что меньше, то есть какова роль поглощения. Во всяком случае во время мощного извержения вулкана Агунег в 1963 году температура стратосферы не понизилась, а повысилась, причем на все 3 °C.

Влиянием аэрозолей на климат занимаются многие (если не все) климатологи. В основном это расчеты, в которых слишком много предположений. Компьютер, малый он или большой, выдаст вам то, что вы в него заложите. Он очень быстро выполнит огромное количество операций, но только по заданному вами алгоритму, по заданным начальным и граничным условиям и т. д. Многих очаровывают чисто технические возможности компьютера. Им кажется, что компьютер позволяет смотреть на мир особыми глазами, глазами математика. У них есть иллюзия, что так они совершают восхождение к разуму. На самом деле главное в исследованиях не компьютер, а голова, а вернее, идеи. Хотя и идеи бывают разные. Например, солидные ученые высказали идею не только не стремиться меньше загрязнять атмосферу различными аэрозолями, а совсем наоборот — забрасывать туда дополнительно, специально, за здорово живешь примерно по полмиллиона тонн H2S ежегодно. Для этого они предлагают сжигать ежегодно дополнительно 0,1 миллиона тонн серы. Но зачем? — спросите вы. Чтобы увеличить слой аэрозолей и тем самым уменьшить поток солнечного излучения. Такая мера предусматривается для того, чтобы не произошло чрезмерного потепления климата.

Думается, что прежде чем предлагать такие бредовые идеи, следовало бы разобраться, как действуют на климат все факторы. А их немало. Ведь действие одних факторов может компенсировать действие других. Например, потепление за счет парникового эффекта СО2 может в той или иной степени быть скомпенсировано похолоданием, вызванным рассеянием солнечной энергии аэрозолями. Но при этом надо учитывать все аспекты действия разных факторов, в частности аэрозоля. Ведь частицы аэрозоля не только рассеивают и поглощают солнечное излучение. Находясь в тропосфере, они существенно влияют на микроструктуру облачности и на осадки. Меняя облачность, мы меняем условия прохождения через атмосферу солнечного излучения. А это прямой путь к изменению климата.

Мы уже говорили о роли воды в атмосфере. Благодаря ей образуется серная кислота. Она обладает также парниковым эффектом. На верхней границе тропосферы и выше, в стратосфере, количество водяного пара увеличивается в результате полетов высотных самолетов. При сжигании одного килограмма топлива образуется почти в полтора раза больше (1,2–1,4 кг) водяного пара. Если использовать водородное топливо, то на каждый его килограмм будет образовываться 8 килограмм водяного пара. Таким путем мы имеем шансы увеличить количество водяного пара в атмосфере на 10 %, то есть на 0,2 миллиона тонн. Действие водяного пара на климат разнообразное. Оно проявляется не только через парниковый эффект. Так, вносимый в атмосферу водяной пар становится ядром конденсации. На эти ядра перекачивается влага из атмосферы. Это происходит потому, что упругость насыщения водяного пара из атмосферы надо льдом и водой различна. При определенных благоприятных условиях образуется перистая облачность. Поэтому за самолетами вы видите перистый след. В заключение можно сказать, что роль аэрозоля в изменении климата, особенно забрасываемого человеком в атмосферу, очень важна. Но до конца проблема не решена.

Говоря о влиянии деятельности человека на климат, мы должны учитывать и то, что человек меняет поверхность Земли. При этом меняется отражательная особенность земной поверхности. Воздействие человека на поверхность Земли началось не сегодня. Выжигая и вырубая леса, чтобы освободить земли под пахоту и угодья, человек менял свойства поверхности Земли. Так, за последние сто лет площадь культивированных земель утроилась. Оценено, что в будущем будет освоено около 22 миллионов квадратных километров земель под сельскохозяйственные угодья.

Уменьшение площадей леса меняет в корне биохимический, водяной и энергетический циклы. Результат оголения поверхности от леса в конце концов приводит к осушению атмосферы. Важно не только то, что в результате вырубки и выжигания лесов увеличивается отражательная способность поверхности. Важно и другое — при этом параметр шероховатости поверхности уменьшается с 14,9 до 3 см. В результате поверхностное торможение изменится, угол отклонения ветра от изобар уменьшится. Значит, изменится атмосферное давление, изменятся вертикальные потоки и, в конце концов, изменится циркуляция атмосферы в целом.

Шероховатость поверхности и ее отражательная способность меняются не только в результате уничтожения лесов. Они меняются и при строительстве водохранилищ, городов, дорог и т. п. Очень наглядная поучительная ситуация с пустынями. Они расположены в основном в субтропической зоне. Отражательная способность пустынь очень высокая — около 35 %. Это значит, что более трети приходящей от Солнца энергии отражается обратно. Окружающие пустыню районы отражают значительно меньше коротковолнового излучения Солнца. Но, кроме того, пустыни теряют энергию и в длинноволновом диапазоне, поскольку в воздухе нет водяного пара (вернее, его там очень мало) и это излучение не задерживается атмосферой. Таким образом, пустыни — это зоны потерь энергии. Такими же зонами потерь энергии являются и полярные районы. Эта способность пустынь является причиной того, что восходящие движения воздуха подавляются и формируются направленные вниз (нисходящие) вертикальные движения воздуха. По этой причине воздух еще больше удаляется от состояния насыщения. Если в прилегающих к пустыне районах уничтожается растительность, то там увеличивается отражательная способность земной поверхности и эти районы постепенно будут превращаться в пустыни. То же следует ожидать и от уничтожения тропических лесов. Нисходящие вертикальные движения воздуха, характерные для пустынь, иссушают земную поверхность и превращают ее в пустыню. Причин превращения плодородных земель и лесов в пустыни много. Это и перенаселение этих территорий, и чрезмерное использование пастбищ, и чрезмерно интенсивная обработка земли, и т. п. В результате меняется отражательная способность земной (подстилающей) поверхности со всеми вытекающими из этого последствиями. По этой причине не раз погибали цивилизации. Около 4 тысяч лет назад погибли цивилизации в некоторых районах Африки. Они погубили себя сами.

Как уже говорилось, отражательная способность Мирового океана меняется в случае разливов нефти и образования на воде пленки. Во всем мире в год производится примерно 4–5 кубических километров нефти. Объем океана составляет 1,4 миллиарда кубических километров. Можно думать, что воды Мирового океана могут бесследно растворить всю производимую нефть. Когда происходит выброс нефти в океан, 10–20 % от выброшенного количества перемешивается с более глубокими слоями воды за одни сутки. Образовавшаяся пленка из нефти через несколько суток также рассасывается, растворяется в воде. Биологические и экологические последствия от разлива нефти в Мировом океане крайне неблагоприятны.