В России теплеет в 2,5 раза быстрее, чем на планете в целом: правда и мифы о глобальном потеплении

В Арктике сухая арктическая атмосфера по мере потепления способна удерживать все больше и больше воды в виде водяного пара. А водяной пар – это сильнейший парниковый газ

Фото: Shutterstock.

Насколько драматичны для человечества глобальные изменения климата? Почему на территории России темпы повышения температуры заметно выше, чем в среднем по Земному шару? Какие страны и народы наиболее уязвимы перед лицом климатических угроз? Об этом в программе «Время науки» в эфире Радио «Комсомольская правда» говорили ведущие: журналист Мария Баченина, научный руководитель Национального центра физики и математики, академик РАН Александр Сергеев и их гость Владимир Катцов, доктор физико-математических наук, директор Главной геофизической обсерватории имени Воейкова.

РУССКИЕ КОРНИ НОБЕЛЕВСКОЙ ПРЕМИИ ЗА КЛИМАТ

Александр Сергеев:

- Сейчас много говорят об изменениях климата. Но ведь Земля в таких условиях периодического изменения климата живет все время и умеет адаптироваться. Поэтому звучат голоса: а может, ничего экстраординарного в сегодняшней ситуации нет? Пройдет время, все встанет на свои рельсы? Однако тезис об изменениях климата основан на научном видении процессов, которые сейчас происходят. Они необычные, и, по-видимому, такое случается на нашей планете впервые за миллиарды лет. Владимир Михайлович, вы возглавляете нашу известнейшую и старейшую обсерваторию, которая была организована еще Николаем I. В этой обсерватории работали выдающиеся климатологи, в частности, замечательный Михаил Иванович Будыко. В 2021 году Нобелевская премия была дана за работы по изучению изменений климата. Но у истоков этой Нобелевской премии стоял Михаил Иванович. Он разработал научный подход к этому вопросу, получил за это Ленинскую премию. Именно поэтому те изменения, о которых мы сегодня говорим, имеют абсолютно точную и четкую основу с точки зрения современной науки.

Научный руководитель Национального центра физики и математики, радиоведущий Александр Сергеев (слева) и доктор физико-математических наук, директор Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова Владимир Катцов

Фото: Иван МАКЕЕВ. Перейти в Фотобанк КП

Владимир Катцов:

- Тема климатических изменений некоторым образом перегрета в средствах массовой информации. Тем не менее, она абсолютно актуальна и, на мой взгляд, является важнейшим вызовом для человечества. Михаил Иванович Будыко в середине 70-х годов дал прогноз, что средняя глобальная температура будет расти со скоростью примерно 0,2 градуса за 10 лет. И этот прогноз потрясающе точно оправдался. К слову, он использовал расчеты с моделью нобелевского лауреата Сюкуро Манабе, который дожил до Нобелевской премии, это тоже очень достойный человек и ученый выдающийся. Так вот, 0,2 градуса – это глобальная средняя скорость потепления. А Россия занимает очень интересное место на нашей планете. И теплеет она в 2,5 раза быстрее, то есть со скоростью полградуса в десятилетие. А что касается Арктики, то там эти процессы разворачиваются вообще чрезвычайно быстро. Приводятся разные оценки, потому что Арктика не такая уж маленькая, в разных местах она с разной скоростью теплеет. Но на нашем азиатском побережье это особенно быстро происходит. На Таймыре или архипелаге Северная Земля температура повышается со скоростью больше одного градуса за десятилетие.

Наша планета переживала многократные периоды оледенений и межледниковий

Фото: Shutterstock.

АРКТИКА И ОСТРОВНЫЕ ГОСУДАРСТВА - В ЗОНЕ РИСКА

Александр Сергеев:

- Но мы знаем, что в истории Земли были колебания с периодом в десятки или сотни тысяч лет. Что сейчас необычно: темпы изменения?

Владимир Катцов:

- Действительно, на колоссальных временных масштабах наша планета переживала многократные периоды оледенений и межледниковий. И это было очень экстремально, если на это посмотреть с точки зрения колебаний температур. Мы можем довольно уверенно смотреть в прошлое на 800 тысяч лет назад. Летопись климата во многом была прочитана по ледниковым кернам, которые были добыты благодаря российским исследованиям в Антарктиде. Мы четко видим эти периоды потепления и оледенения. Сейчас по этой механике Земля должна двигаться в сторону похолодания. Это вычисляется достаточно легко. Есть теория Миланковича, которая себя очень хорошо оправдывает. Она связывает циклы изменений климата с колебаниями орбитальных параметров Земли. То мы чуть дальше от Солнца, то чуть ближе, то одним бочком поворачиваемся к нему, то другим… Но сейчас мы ожидаемого похолодания не видим.

В 2000-х годах правительственная группа экспертов по изменению климата определила четыре особо уязвимых региона. К ним относятся малые островные государства, которые рискуют утонуть и просто исчезнуть с лица Земли. В схожей ситуации государства, находящиеся в мега-дельтах рек, например, угроза затопления касается Бангладеш. И отдельной строкой идет Арктика, экосистемы которой не успевают адаптироваться к изменениям. Это тоже очень уязвимый регион.

Александр Сергеев:

- Арктика в этом смысле всегда территория, которая быстрее других начинает меняться, неважно, в плюс или минус? Это особенность устройства морей и континентов на планете Земля?

Владимир Катцов:

- В этом регионе есть некое сочетание обстоятельств. Есть такая вещь: положительные обратные связи, которые действуют в климатической системе. В чем суть? Это когда у вас причина усугубляется следствием. В Арктике сухая арктическая атмосфера по мере потепления способна удерживать все больше и больше воды в виде водяного пара. А водяной пар – это сильнейший парниковый газ. Соответственно, усиливается парниковый эффект, повышается температура, как следствие – в Арктике возникает еще большая способность удерживать влагу в атмосфере. В результате потепление усиливается.

Мария Баченина:

- Получается замкнутый круг.

Владимир Катцов:

- Совершенно верно. Кроме того, большую роль играют и другие вещи. Я упомяну одну, связанную с морским льдом: лед очень хорошо отражает солнечную радиацию, но если он растаял, вместо него пришла темная океанская вода. Отражающая способность у воды намного ниже. Соответственно, поглощается больше тепла. Больше тепла — меньше льда. Меньше льда — еще больше тепла. Так вот, хочу вернуться к уязвимым регионам. Все перечисленные, кроме Арктики, действительно находятся в зоне риска. Их ожидают всевозможные сложности и страдания. Но они сами по себе на глобальный климат не сильно влияют. Арктика — это не только индикатор изменения климата, это еще и фактор, который сам влияет на глобальный климат.

ГДЕ НАХОДИТСЯ МИРОВАЯ КУХНЯ ПОГОДЫ?

Мария Баченина:

- Получается Арктика – хозяйка климата на планете, кухня погоды?

Владимир Катцов:

- Действительно, атмосферные процессы в Арктике с погодной точки зрения важны. Так было и до изменения климата. То, что происходит в Арктике в результате потепления, на эту самую кухню погоды очень сильно влияет. В том числе с точки зрения серьезных погодных аномалий. И, в частности, волны холода при потеплении климата парадоксальным образом имеют свойство усугубляться.

Мария Баченина:

- Глобальное потепление — это аномалии? Холодные, теплые, горячие, мокрые — не важно, но аномалии. Это не значит, что вам будет жарко. Парадоксальным образом в результате глобального потепления вы можете замерзнуть?

Владимир Катцов:

- Жарко тоже будет. Климатическая система начинает все больше метаться из одной крайности в другую. В свое время академик Обухов ввел даже такой термин — «нервозность климата». Экстремальных погодных явлений становится все больше. Помимо всего прочего, процессы в Арктике влияют и на ее соседей. Именно по этой причине у нас теплеет быстрее, чем на планете в среднем. Часть нашей территории относится к Арктике или соседствует с ней. К тому же мы еще и суша, а суша теплеет быстрее, чем океан, у нее теплоемкость меньше. То есть нужно меньше тепла, чтобы нагреться.

Александр Сергеев:

- Климат и погода - чем эти понятия отличаются друг от друга?

Владимир Катцов:

- Мы говорим о погоде как о мгновенном состоянии климатической системы. И пытаемся эту погоду предсказывать. Очень часто синоптики, которых я считаю абсолютными героями человечества, эту погоду очень неплохо предсказывают на несколько дней. Но есть определенные теоретические ограничения. Мы можем более или менее уверенно предсказывать погоду на несколько дней. Дальше точность прогноза падает. Определенность потихонечку уходит. Через пару-тройку недель практически вообще исчезает. Дальше мы оперируем вероятностями, пытаясь хоть какую-то предсказуемость вытянуть из климатической системы.

Некий вклад в предсказуемость от месяца до сезона вносят продолжительные аномалии температуры океана. Самая известная из них — это Эль-Ниньо. В этом случае можно говорить о сезонных прогнозах более уверенно. Россия в этом смысле находится не в очень выгодном положении. Чуть получше дела обстоят с Дальним Востоком, он у нас более или менее находится под влиянием Тихого океана. Возникает вопрос: если вы не можете дать точный прогноз на две-три недели, то откуда вы знаете, что будет через 100 лет? Тут-то и зарыта эта самая собака — разница между погодой и климатом. Итак, погода — мгновенное состояние. А климат — это статистика погоды. И там, в принципе, ограничений на предсказуемость нет. Мы предсказываем не какую-то дату или какой-то отдельно взятый год, а берем некий период и говорим, какие у него будут характеристики: средние значения, диапазон отклонений от среднего. Мы предсказываем реакцию климатической системы на внешние воздействия. А внешними воздействиями являются те же колебания орбитальных параметров или извержения вулканов…

Владимир Катцов

Фото: Иван МАКЕЕВ. Перейти в Фотобанк КП

Мария Баченина:

- Ну, или деятельность человека?

Владимир Катцов:

- Да! И здесь мы подобрались к самой интересной теме. Человек не так давно — мгновение тому назад в масштабах истории Земли — начал влиять на климатическую систему достаточно серьезно.

Поскольку предсказать поведение человека на десятки лет очень сложно (экономисты, например, оперируют, как правило, существенно более короткими временными масштабами), поэтому мы не говорим о том, что даем прогнозы до конца XXI века. Мы говорим о сценарных прогнозах. На самом деле, это ответ на вопрос не «что будет», а «что будет, если…». Если человечество будет развиваться по одному пути: будет определенным образом выбрасывать парниковые газы в результате хозяйственной деятельности, или вырубать леса, или пахать землю и так далее, — тогда климат изменится таким образом. А если это будет по-другому происходить: будут какие-то меры предприниматься, чтобы выбросы ограничить или оптимизировать, тогда другой сценарий и другая реакция климатической системы. Мы видим очень серьезный разброс вариантов к концу XXI века. Такие сценарии — это некое руководство к действию, на что нам ориентироваться.

В этой истории есть и определенная неизбежность. Благодаря тому, что климатическая система инерционна, благодаря огромному океану с его гигантской термической инерцией, что бы мы ни делали, как бы мы ни сокращали наше воздействие на климат сейчас, на период времени (порядка нескольких десятков лет) климатическая система приговорена к движению в определенном направлении. Если, конечно, вынести за скобки какие-то совершенно непредвиденные обстоятельства.

ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ - ЭТО И ЗЛО И БЛАГО

Александр Сергеев:

- Вы говорите о предопределенности. Есть мнение достаточно серьезных ученых, которые говорят: что бы мы ни делали сегодня — взяли и выключили все эти парниковые газы, закрыли все фабрики, вернулись к первобытной жизни, — все равно матушка-планета уже пошла в разнос, и собственные геофизические процессы приведут ее и нас к печальному сценарию. Это плохое предположение, но что тогда? Земля сможет как-то адаптироваться и стабилизироваться?

Владимир Катцов:

- То, что вы предположили, вполне реалистично. Я имею в виду, что потепление будет продолжаться двигаться, хоть, и весьма вероятно, с меньшей скоростью.

Александр Сергеев:

- Независимо от наших усилий?

Владимир Катцов:

- По крайней мере, несколько десятилетий. Лет 20 тому назад такие эксперименты ставились со сложными физико-математическими моделями, которым мы доверяем. Изучались варианты дальнейшего развития. Просто «выключались» все источники антропогенных парниковых газов, это в модели легко сделать: просто фиксировалась концентрация антропогенных газов на уровне, допустим, 2000 года. Тогда скорость потепления замедляется. Помните, мы говорили про скорость потепления 0,2 градуса в десятилетие? Это не некая универсальная константа. Если остановить выбросы, то мы увидим, как скорость потепления постепенно, на протяжении долгих лет сокращается, допустим, до 0,1 градуса. Но все равно это движение в сторону потепления. Есть одна проблема с парниковым газом СО2: доля содержания его в атмосфере очень низкая. Мы говорим даже не о процентах, а о частицах на миллион. Тем не менее, у него свойство с точки зрения парникового эффекта крайне важное и не очень для нас хорошее — он очень долго живет в атмосфере. Если он туда попал, он там находится долго.

СО2 всегда был. Причем в какие-то времена концентрация была радикально выше, чем сейчас. Но это была не наша планета совсем. Эта планета была не для нас и без нас. Что такое парниковый эффект? У нас от Солнца поступает коротковолновая энергия, она поглощается Землей, потом наша Земля возвращает ее обратно в космос уже в виде длинноволнового излучения. Но какая-то часть этого излучения задерживается благодаря парниковому эффекту. Само по себе это явление крайне благотворное для нас. Если не было этого парникового эффекта, то средняя глобальная температура была бы на планете на 30 с лишним градусов ниже, чем сейчас. И это была бы планета тоже, мягко говоря, не очень комфортная для жизни. Парниковый эффект — вещь хорошая, но когда ситуация усугубляется в другую сторону, то мы начинаем сначала испытывать дискомфорт, потом проблемы, а потом очень серьезные проблемы.

Мария Баченина:

- Вы хотите сказать, что во всем этом есть и положительные стороны?

Владимир Катцов:

- Мы говорим только о том, что сам по себе парниковый эффект – это не наказание, которое на Землю послано. Это фактор, благоприятствующий тому, чтобы цивилизация процветала.

В эфире программы "Время науки" на радиостанции "Комсомольская правда"

Фото: Иван МАКЕЕВ. Перейти в Фотобанк КП

БУДЕТ ЛИ ЧЕЛОВЕКУ КОМФОРТНО НА ЗЕМЛЕ ЧЕРЕЗ 100 ЛЕТ?

Александр Сергеев:

- Те изменения, которые сейчас испытывает Земля благодаря геофизическим процессам, по какому пути они двигают эволюцию планеты? То, к чему она придет, это про нас? Там будет место человеку?

Владимир Катцов:

- Мне кажется, это перспектива достаточно близкая и поэтому угрожающая. Надо это иметь в виду. И еще есть один нюанс в этой истории. Дело не только в том, что человек может накачивать атмосферу парниковыми газами или может сокращать их выбросы. Дело в том, что есть определенные запасы, определенные естественные источники этих самых парниковых газов, как, впрочем, и их естественные поглотители. И здесь очень интересная тема, которая сейчас находится, можно сказать, на переднем крае науки. Если бы меня спросили, что я считаю в климатической науке самым важным, я отвечу: всё, что связано с климатом, требует количественной оценки. Мы должны знать — сколько? Тогда мы можем отвечать на вопрос «когда?» и «как?». Количественная оценка естественных источников и стоков парниковых газов довольно неопределенная в настоящем времени. И она требует очень значительных усилий всей науки. Это очень непросто сделать. Например, на слуху многолетняя мерзлота. Есть страшилки по поводу того, что некая карбоновая бомба зарыта в Сибири и она взорвется, как только мерзлота оттает и начнет все быстрее отдавать углерод в атмосферу. Кто-то говорит, что этот эффект незначителен. Но нам надо знать точно, сколько этого углерода станет доступным для атмосферы в результате деградации мерзлоты. При этом у нас есть не только углекислый газ, но и метан, который намного более мощный с точки зрения парникового эффекта. Но, правда, и жизнь его в атмосфере намного короче.

Александр Сергеев:

- У нас есть болота, которые вдруг оказались страшно нужными.

Владимир Катцов:

- Совершенно верно. С другой стороны, есть леса - “легкие планеты”, потому что леса поглощают, вытягивают углерод из атмосферы. Но и там все непросто.

В ЧЕМ ПРЕИМУЩЕСТВА ДРЕЙФА НА ИСКУССТВЕННОЙ ЛЬДИНЕ

Мария Баченина:

- Если льды тают с такой скоростью, как люди теперь живут в Арктике?

Владимир Катцов:

- Я в первый раз в нашей сегодняшней беседе произнесу ключевое слово в этом контексте - «адаптация». Про нее сейчас тоже говорят на каждом углу. Это приспособление. То, что позволяет смягчить разные негативы, связанные с изменением климата.

Александр Сергеев:

- Это отрицательные обратные связи.

Владимир Катцов:

- Адаптация природы (вообще-то — сохранение устойчивости к внешним воздействиям) — это как раз отрицательные обратные связи. Адаптация человека тоже включает какие-то факторы, которые работают в противоположную сторону. Мы не так успешны в том, чтобы смягчать наше воздействие на климатическую систему. Потому что упираемся в тяжелые экономические вопросы, в отношения между странами и множество других обстоятельств. Но если при этом мы еще плохо будем адаптироваться к изменениям климата, нас быстрее настигнут неприятности. Возможности адаптации не безграничны. Еще есть такая угроза: если мы не пользуемся полноценной добротной наукой, то мы можем неправильно адаптироваться. Это ведет к плохим последствиям, к худшим, чем было бы без такой «адаптации». Такое тоже возможно.

Возвращаясь к вашему вопросу про Арктику, скажу два слова. Начиная с 30-х годов прошлого века и до 1991-го года наши ученые исследовали Арктику на дрейфующих станциях «Северный полюс». Они располагались прямо на льдинах, там работали настоящие герои, которые из этой тяжелой во всех отношениях природной среды добывали ценнейшие знания об этом труднодоступном регионе. По причинам, не связанным с изменением климата, эта научная традиция прервалась. Одна страна сменилась другой, все пошло прахом. Но потом в начале 2000-х годов Россия, к счастью, решила вернуться к этой теме. Несколько лет такие попытки делались. С каждым годом было все сложнее и сложнее найти устойчивую льдину, потому что лед стал очень быстро таять. Многолетний лед сокращается в Арктике особенно быстро, он постепенно превращается в сезонный. Арктика по-прежнему остается холодным местом. Но то, что лед в Арктике постепенно становится сезонным и сильно сокращается к концу лета (в начале сентября пик этого сокращения) — это очень впечатляющий тренд. По отношению к 80-м годам скорость осеннего сокращения льда составляет порядка 12 процентов за десятилетие. Это очень быстро.

Александр Сергеев:

- Сейчас уже в моде пари, в каком году Арктика совсем освободится ото льда.

Владимир Катцов:

- Я бы не стал торопиться с этим.

Александр Сергеев:

- Арктика же расцветет, там появится огромное количество новых живых существ.

Владимир Катцов:

- Климатическая система ведет себя несколько насмешливо по отношению к разным пари.

Мария Баченина:

- А все-таки ученые перебрались со льдов на почву?

Владимир Катцов:

- Нет, не на почву. Ученые адаптировали науку и это очень красивый пример адаптации. Они сделали своего рода искусственную льдину - ледостойкую платформу, которая может двигаться сама, может включаться в дрейф. И уже не первый год росгидрометовский Институт Арктики и Антарктики использует эту платформу (на самом деле это корабль необычной формы), на которой несколько десятков ученых могут замечательно работать, не боясь никаких трещин во льду. Наши недруги сразу назвали эту платформу кашалотом. На самом деле она называется «Северный полюс».

НЕ НАДО ЖДАТЬ ВОЛШЕБСТВА ОТ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Мария Баченина:

- Каким регионом угрожает таяние Арктики. Какие прогнозы существуют на сегодняшний день? Возможно ли подготовиться к каким-то экстремальным явлениям?

Владимир Катцов:

- Я еще одну вещь все-таки хочу сказать, чтобы не было ощущения, что Арктика – просто кухня погоды, и этим все исчерпывается. Арктика влияет на то, что называется по-английски «conveyor belt» — глобальная термохалинная циркуляция. Это глобальное течение, и очень важно, чтобы оно поддерживалось в определенных ключевых местах. В частности, в Северной Атлантике. Кстати, эта область в Северной Атлантике наименее быстро теплеет, там происходит некая зарядка этого течения, которое движется через всю Атлантику, через Индийский океан, Тихий и обратно. Это длинный пояс. Наверное, вы слышали про опасения, что Гольфстрим встанет и Европа замерзнет. Так вот Гольфстрим – это кусочек conveyor belt. Арктика, которая сейчас выносит в Северной Атлантике больше пресной воды, некоторым образом запирает эту конвекцию, этот вертикальный обмен. В результате чего этот conveyor belt замедляется. Это тоже некая угроза, и мы это видим в моделях. Другое дело, что это не означает, что прямо сейчас все заледенеет, но определенные последствия у этого будут. Это еще один из глобальных факторов.

В Арктике есть не только океан, в Арктике есть еще и суша, в частности, Гренландский ледниковый щит — очень большой, который содержит в себе гигантский потенциал прироста уровня Мирового океана. Если бы растаял весь Гренландский щит, это добавило бы к среднему уровню океана порядка 7 метров. Кстати, нечто похожее бывало уже в далеком прошлом.

Мария Баченина:

- Это то, чего надо бояться?

Владимир Катцов:

- Совсем уж сильно бояться не надо, но необходимо иметь в виду. Этого опасаются островные государства, они, как правило, находятся на другом конце Земли, где-нибудь в Тихом океане. А в Северной Атлантике один из источников воды. Когда морской лед тает, ничего не меняется в уровне океана. Он там и так находится, в океане. А то, что приходит с суши в виде айсбергов, это серьезно влияет на уровень океана.

Александр Сергеев:

- Таяние ледников, льда в Антарктиде, это как раз то, что может принести вклад в повышение уровня?

Владимир Катцов:

- Да, совершенно верно. Так и есть. Другое дело, что есть некие компенсирующие моменты, Антарктида по-прежнему остается очень холодной. Она начала показывать рекорды в части образования площади льда. Но там существенный сезонный лед, поэтому это не впечатляет. А именно материковый лед, который попадает в океан, он неким образом компенсируется тем, что происходит в более глубокой части Антарктиды, ближе к полюсу. Там аккумуляция в виде снега в теплеющем климате увеличивается.

В Арктике ситуация другая, там не суша, окруженная океаном, а океан, окруженный сушей, там процессы тоже очень интересные. Так что Арктика — это не только индикатор, но и фактор, который влияет практически на весь мир.

Александр Сергеев:

- А можно ли предсказывать климат, как погоду? Один из лучших результатов науки прошлого года — применение искусственного интеллекта для моделирования погоды. Начиная с 1849 года, с момента создания вашей великой обсерватории, у нас есть записи и данные, повторяющиеся из года в год. Есть множество других станций во всем мире. Кажется, что это очень хорошая фактура для обучения искусственного интеллекта. Можно ли с его помощью предсказать экстремальные явления?

Владимир Катцов:

- Что касается долгих сроков, я думаю, что искусственный интеллект нам не сильно поможет, потому что он обучается на материале прошлого, а речь идет о том, чего еще не было. Это раз. О нем сейчас много говорят, я не сомневаюсь в том, что ИИ чрезвычайно полезен как инструмент. Другое дело, что ученым нужно очень аккуратно провести линию между возможным и невозможным. Любую проблему решать с помощью искусственного интеллекта точно не представляется возможным. Но думаю, что определенное улучшение в части прогноза погоды там есть. И потенциал его должен быть максимально раскрыт. Его не надо воспринимать как панацею. Конечно, определенную помощь людям в прогнозе погоды он окажет и, видимо, уже оказывает. Но не надо полагаться на него, как на волшебство.

СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ

Жизнь в космосе: физик рассказал, как зарождается жизнь во Вселенной, как космические льды можно создать в земных условиях и как звучат кометы (подробнее)