Климат будущего

Наиболее яркой особенностью современного климата является глобальное потепление. Это, как было показано в предыдущем разделе, инструментально подтвержденный данными метеорологических наблюдений факт. Важнейшей концепцией, объясняющей происходящее потепление, является гипотеза антропогенного влияния, связывающая повышение температуры с ростом концентрации в атмосфере парниковых газов. Увеличение содержания в атмосфере названных примесей представляет собой также инструментально подтверждаемый факт. Эти события связывает воедино хорошо разработанная теория, описывающая зависимость термического режима планеты от интенсивности парникового эффекта.

Развитие цивилизации на Земле в ХХ и ХХI веках происходит таким образом, что рост концентрации парниковых газов будет (по крайней мере какое-то время) увеличиваться, что должно повлечь за собой дальнейшее развитие потепления. Тем не менее, несмотря на наблюдательные факты и развитую теорию, концепция антропогенно-обусловленного потепления ХХI века принимается с некоторыми оговорками. Это связано с следующими обстоятельствами. Во-первых, в недалеком прошлом происходили большие колебания климатического режима, в том числе и значительные потепления, генезис которых был совершенно не связан с антропогенным влиянием. Примером такого рода является флуктуация «средневековое потепление – маленькая ледниковая эпоха». Во-вторых, важно подчеркнуть, что широко комментируемые в настоящее время механизмы климатических изменений, такие, как вариации светимости Солнца и нарушения термохалинной циркуляции, были открыты, фактически, в последние 10-15 лет. До этого, когда никто не подозревал о климатической значимости этих эффектов, многим климатологам казалось (как и сейчас), что основные представления о механизмах климатической изменчивости в общих чертах уже сформированы. Поэтому, в принципе, могут появиться какие-то принципиально новые концепции. В-третьих, современные климатические модели (используемые для прогноза климата) хоть и обладают многими достоинствами, не во всем адекватно отражают процессы, происходящие в реальности. В-четвертых, существенные ограничения вносит ограниченность данных наблюдений. Дело в том, что для того, чтобы уверенно диагностировать длительно существующее, развивающееся глобальное потепление, ряд наблюдений в 100-150 лет недостаточен.

Эти обстоятельства не уменьшают значимости концепции антропогенного потепления, однако несколько снижают уверенность в том, что предсказываемые ею обстоятельства произойдут с детерминированной неотвратимостью. В то же время, в настоящее время существует только одна разработанная концепция климатических изменений, и это – представления о антропогенно-обусловленном потеплении. На этой основе строится климатический прогноз. Высказываемые критические идеи носят исключительно спекулятивный характер. Поэтому далее будут рассмотрены особенности изменения климата при потеплении.

В рамках самой концепции глобального потепления существует довольно много неопределенностей. Во-первых, они связаны с тем, как прогнозируется будущее состояние концентрации парниковых газов. Оно должно основываться на прогнозе состояния экономики, демографическом уровне, должно учитывать прогресс в области создания новых материалов, развития новых источников энергии, разведывания новых запасов углеродного сырья. Это представляет крайне сложную задачу, фактически не имеющую решения. Существующие в настоящее время сценарии сгруппированы по нескольким направлениям. Если предполагается доминирование развития экономики в ущерб природно-охранным мероприятиям, то такие сценарии обозначены буквой «А», если же наоборот - то «В». Цифра «1» используется в случае подчинения региональных интересов общепланетарным целям, в противном случае используется цифра «2». Наиболее «жестким» из перечисленных является сценарий А2, в котором мир будущего представляется разобщенным, в котором каждая страна и каждый регион заботится только о себе, без какой-либо общей концепции. В1 – это, наоборот, мягкий сценарий, в котором мир представляется ориентированным на устойчивое развитие, разработку и внедрение новых чистых технологий, вносящих минимальные возмущения в окружающую среду. Существуют и некоторые модификации рассмотренных случаев. Важно отметить, что все сценарии ориентируются на идею о принципиальной геополитической неизменности мира. Это, на самом деле, естественное условие строгого научного познания, так как за пределами известного нам мира (если предположить «конец света») предугадать состояние и свойства мира в принципе невозможно.

Переходим к анализу различных сценариев. Для самого жесткого сценария (A2) среднее значение ожидаемых на конец столетия изменений составит чуть меньше 4.0⁰С, и даже в наиболее «щадящем» случае (В1) составляет 1.8 ⁰С. Таким образом, уровень температуры начала ХХI века будет существенно превышен.

Проанализируем пространственное распределение аномалий, иллюстрирующее динамику климатических изменений ХХI века. В первую треть столетия климат теплеет примерно на 1⁰С в целом: над океанами аномалии не превышают 1⁰С, а над материками в северном полушарии достигают 1.5-2 ⁰С. В конце столетия потепление в среднем по планете оказывается порядка 3⁰С. Наиболее существенны изменения в Арктике. Здесь срабатывает обратная связь роста температуры и состояния морского льда. В условиях, когда акватория Северного ледовитого океана освобождается ото льда, отличия от современного режима становятся особенно велики. Аномалии на материках достигают 4-5⁰С, в то время как температура океана растет медленнее. Особенно медленно растет температура Северной Атлантики.

Рассмотрим поведение осадков. Как уже было отмечено, здесь неопределенность существенно больше. Результаты математического моделирования показывают, что осадки должны возрасти в высоких широтах северного и южного полушарий. Этот эффект объясняется, прежде всего, фундаментальными свойствами водяного пара, а именно тем, что парциальное давление водяного пара при насыщении экспоненциально растет с увеличением температуры. Таким образом, повышение температуры, особенно четко проявляющееся в высоких широтах, способствует росту влагозапасов воздушных масс, что, в свою очередь, определяет увеличение осадков.

Количество осадков уменьшается в субтропиках. Видимо, в условиях потепления климата полярный фронт будет располагаться (в каждом полушарии) дальше от экватора. Это приведет к тому, что климат районов, например, в современных условиях относящейся к типу субтропического климата западных побережий, будет перестраиваться в сторону тропического климата, то есть зимние осадки здесь будут малозначимы. Такая ситуация, как будто, оказывается справедливой для Средиземноморья, для западного побережья Северной Америки и др.

Изменения осадков в тропиках не отличаются статистической достоверностью. Это означает сохранение в главных чертах существующей картины.

Потепление климата должно сказаться на многих компонентах климатической системы. Рассмотрим снежный покров. Современное потепление привело к сдвигу дат, уменьшению продолжительности залегания снежного покрова, но в пределах обширной Восточно-европейской равнины и прилегающих регионов, не сказалось в уменьшении запасов воды в снеге. Однако дальнейшее потепление будет способствовать деградации привычных условий формирования снежного покрова. К концу столетия снег в южной и юго-западной части Восточно-европейской равнины практически перестанет накапливаться за заму. В прежних количествах снег будет накапливаться за зиму только на западном склоне Северного Урала.

Общее изменение количества осадков, в том числе и в твердом виде, существенно скажется на объеме стока. Особенно сильные изменения ожидаются на юге Восточно-европейской равнины. Изменение количества снега зимой отразится на объемах весеннего половодья. К концу столетия ожидается его практическое прекращение почти на всей рассматриваемой территории.

Под влиянием потепления будут происходить изменения в структуре криолитозоны. Они многоплановы: это изменения общей площади, отдельных видов мерзлоты (островной и сплошной), глубины сезонного протаивания. Оценки темпов уменьшения плошади криолитозоны варьируют от -2 до -4% за 10 лет.