Система «природа — общество» и климат. О тепловом балансе Земли

К.Я. Кондратьев, академик, В.Ф. Крапивин, доктор физико-математических наук

Идущие в последние десятилетия дискуссии о глобальном потеплении с прогнозами природных катастроф мирового масштаба, как правило, заканчиваются безрезультатно по той простой причине, что выводы делаются на основе анализов ограниченного ряда наблюдений и использования неадекватных климатических моделей. Тем не менее, «ортодоксальная» концепция наступающей всемирной экологической катастрофы, вызванной глобальным потеплением, поддерживается многими международными документами. Понимание же реальной динамики интерактивной и функционирующей в режиме хаоса климатической системы «атмосфера-гидросфералитосфера-криосфера-биосфера» остается далеким от адекватности, тем более, что следует учитывать еще и внешние (космические) воздействия на эту систему.

Одна из важных причин противоречивости суждений об изменении глобального климата связана с ограниченностью эмпирической диагностики климата главным образом анализом сравнительно коротких (около полутора столетий) рядов данных о приземной температуре воздуха. С другой стороны, очевидно, что основополагающее значение для понимания закономерностей пространственно-временной изменчивости климата имеют данные об энергетике климатической системы — прежде всего результаты наблюдений и численного моделирования радиационного баланса Земли. Именно поэтому его исследования имеют относительно долгую историю, хотя лишь в течение последних нескольких десятилетий осуществлялись регулярные спутниковые наблюдения составляющих радиационного баланса планеты, которые позволили накопить сравнительно репрезентативный массив данных, характеризующих динамику радиационного поля Земли и его компонентов — поглощенной системой «Земля-атмосфера» солнечной радиации и уходящего длинноволнового излучения.

Только за последние годы были предприняты первые попытки расчета полей радиационного баланса Земли и его компонентов не по заданным входным характеристикам полей температуры, облачности и состава атмосферы, а в рамках численного моделирования климата с использованием трехмерных глобальных моделей динамики климатической системы. Примером успешного моделирования является расчет радиационного поля Земли с помощью модели, созданной в Годдардовском институте космических исследований (США). Величины радиационного баланса рассчитаны при задании эволюции радиационных возмущающих воздействий за период 1880-2003 гг., обусловленных следующими климатообразующими факторами: парниковые газы, включая CO2, CH4, N2O, CFCI и некоторые другие малые газовые компоненты; рассеивающий (сульфатный) и поглощающий (черный углерод) аэрозоль; внеатмосферная солнечная радиация («солнечная постоянная»); альбедо снега; стратосферный аэрозоль; косвенное воздействие тропосферного аэрозоля на климат (посредством изменения процессов в облаках); процессы на поверхности суши (землепользование). Данные табл. 1 иллюстрируют полученные результаты.