С первых строк возникает недоверме кинформации. Оказывается от Солнца на Землю поступает порядка 340 вт/м2, а из недр Земли рколо 0,03! Как это меряли? А океан чем прогревается? Солнцем только поверхность. И вообще, на относительно небольшой глубине температура порядка 6 тыс. град С. Это же Солнце рядом с нами, а тепло от него куда-то исчезает. И это пишет к-фмн! Не хочу разбирать дальше. Жалко время.
Интересно, это комментарий читателя ТрВ, или прикомандированного тролля? Судя по нарочитой дремучести, мы попали в методичку.
// Дальше — trv-science.ru
...
Если бы Земля была лишена атмосферы, то равновесная температура теплового излучения серого тела на орбите Земли была бы –18 °С. Газы в атмосфере частично непрозрачны для теплового излучения, поэтому, для того чтобы потоки приходящей и уходящей энергии были в среднем одинаковы, а иначе температура будет либо расти, либо падать, необходимо нагреть излучающую поверхность, то есть увеличить поток тепла на величину, которая будет переизлучена атмосферой обратно к Земле.
При неподвижной атмосфере температура Земли выросла бы до +40 °С. С перегревом помогает бороться атмосферная конвекция, которая выносит водяной пар выше основной массы атмосферы, где он выделяет тепло при конденсации и тем самым более эффективно излучает тепло в окружающее пространство. Конвективное приспособление охлаждает поверхность Земли до наблюдаемых +15 °С [4].
Таким образом, климат планеты определяется не столько приходящей солнечной энергией, сколько тем, как устроена динамика атмосферы и океана. К сожалению, при изучении динамики простыми рассуждениями о физических эффектах и оценочными суждениями не обойтись. Любой, даже самый здравый эффект может быть нивелирован или, наоборот, усилен динамикой. Динамику климата Земли нужно моделировать!
Тем не менее некоторые рассуждения о климате могут быть полезны, исключая хорошо известные орбитальные факторы, которые на протяжении десятков тысяч лет медленно управляют циклами оледенений; в историческое время, т. е. последние пять тысяч лет современного межледниковья, температурные вариации определяются балансом доступного тепла от Солнца и обменом теплом с деятельным слоем океана. Вплоть до XX столетия такие температурные вариации для планеты в целом не превышали ±0.5 °С [5].
В настоящее время основным фактором, который мог бы менять величину баланса солнечного тепла, считается вулканическая активность. Геохимические исследования ледников и других отложений позволяют довольно хорошо восстановить активность вулканов в историческое время и сопоставить ее с изменениями температуры [6]. И действительно, многие исторические похолодания могут объясняться, хотя и не полностью, всплесками активности и ее «неудачной» географической и сезонной конфигурацией, тут опять проявляется динамика атмосферы: не все вулканы одинаково влияют на климат [7]. Ряд недавно опубликованных работ заставляют предположить, что изменения динамики конвективных процессов, которые отражаются на количестве, организации и отражательной способности облачности и выносе тепла от поверхности, также могут значительно влиять на баланс тепла и температуру планеты [8]. Обмен теплом с океаном может как непосредственно менять температуру — амплитуды таких изменений очень малы, — так и менять динамику атмосферных процессов и уже через эти изменения менять температуру. К сожалению, динамика взаимодействия атмосферы и океана всё еще недостаточно хорошо изучена из-за обилия обратных связей, резонансов и нелинейности [9]. Но, каковы бы ни были изменения динамики и термодинамики в историческое время, наблюдаемый факт состоит в том, что они не вызывали изменений температуры более чем на 0.5 °С.
...
С середины XIX века, однако, происходит нечто необычное. Два процесса — беспрецедентный рост температуры более чем на 1 °С за 100 лет и увеличение содержания углекислого газа (СО2) более чем на 40% за это же время — разворачиваются параллельно. Кроме того, сильно растет концентрация метана, окислов азота и других «парниковых» газов. То, что сжигание ископаемого топлива и есть причина роста концентрации СО2, доказать нетрудно.
...
Отношение 14С/12С позволяет установить возвращается ли в атмосферу ископаемый углерод, который не содержит 14С, или это сжигается современная биомасса (леса). Таким образом, с точностью до единиц процентов, установлено, что в атмосферу добавляется углерод из ископаемого топлива, при этом именно путём его сжигания, поскольку одновременно и пропорционально падает содержание кислорода в воздухе.
Радиационные свойства газовых смесей хорошо изучены в лабораториях, превращены в формулы и тщательно откалиброванные расчетные модели различной сложности. Поэтому нам известен эффект «парниковых» газов на радиационный баланс планеты, что называется, «из пробирки». Он составил к 2014 году в целом около 3 Вт ∙ м-2, из них эффект собственно добавленного углекислого газа составил 1.7 Вт ∙ м-2. Хотя мы и точно не знаем баланс тепла на поверхности планеты, мы знаем, что его изменения не вызывали изменений температуры, какие мы наблюдаем за время, совпадающее с периодом роста концентраций парниковых газов.
Чистый темп накопления СО2 в атмосфере составляет около 4.9 гигатонны по углероду. Это составляет лишь половину антропогенной эмиссии (вторая половина «съедается» океаном и растениями), но этого хватает для стремительного увеличения концентрации СО2 в атмосфере (прирост 0.57% в год) и наблюдаемого потепления. То, что темп накопления СО2 в атмосфере мал по сравнению с темпом его естественного круговорота, дела не меняет, поскольку естественный круговорот относительно консервативен: скорость обмена меняется гораздо медленней, чем прирост концентрации в атмосфере.
Темп сжигания ископаемого топлива точнее оценивается по составу атмосферы, чем по исчерпанию запасов или по данным о сжигании топлива.
Мы можем также сравнить оценки температуры во время предыдущих межледниковий, когда концентрации парниковых газов мало менялись, с оценками изменений баланса тепла от орбитальных эффектов, которые известны хорошо. Полученные оценки чувствительности климата, т. е. отношения изменения температуры к изменению баланса тепла, хотя и имеют большой разброс, но хорошо согласуются с современными наблюдениями и данными модельных расчетов [10], давая в среднем 1.11 Вт ∙ м-2 К-1 с 5%–95% интервалом 0.74–1.62 Вт ∙ м-2 К-1. Для нас важно следующее. Какое бы реалистичное значение чувствительности изменений температуры планеты к изменению баланса тепла мы ни выбрали, наблюдаемые изменения могут быть обеспечены только эффектом накопления СО2 в атмосфере. Именно это и показывают оценки и модельные эксперименты с «включением» различных комбинаций радиационных эффектов, которые приводятся в докладе МГЭИК (рис. 2).
Расчетные аномалии температуры систематически отличаются от ожидаемых аномалий при отсутствии выбросов углекислого газа, и это различие значимо не позже 1980 года.
Обратим внимание, что переход к более теплому климату, который соответствует современному содержанию СО2 в атмосфере, растянут во времени. Температурная аномалия в 1.1 °С, наблюдаемая в настоящее время, соответствует концентрациям СО2 в середине XX века, а нынешние 408 частей на миллион частей воздуха проявятся полностью только во второй половине века XXI. Поэтому даже если немедленно прекратить выбросы, то изменения климата и рост температуры не остановятся еще долго.
Кроме СО2, главными парниковыми газами являются водяной пар и метан в атмосфере. Содержание водяного пара быстро растет с температурой, что формирует положительную обратную связь с содержанием углекислого газа [11].
Водяной пар в 3–6 раз усиливает эффект СО2 на рост температуры. Однако при всей своей мощи это лишь вторичный эффект, который сам по себе не приводит к долгосрочным нарушениям теплового баланса. Кроме того, перенос водяного пара в верхние слои атмосферы и его конденсация приводят к охлаждению планеты. Среднее время жизни молекулы водяного пара в атмосфере до ее выпадения на поверхность лишь четверо суток, так что водяной пар находится в динамическом равновесии с более долгоживущими нарушителями теплового баланса.
То же можно сказать и о метане. Его время жизни в атмосфере около 30 лет, что также заметно меньше, чем временной масштаб изменений климата. Без СО2 воздействие и того и другого газа быстро вернется к своему историческому равновесию.
Итак, термодинамику и перенос радиации в атмосфере, т. е. общий баланс тепла, мы понимаем достаточно хорошо; динамику, т. е. перераспределение тепла по планете, — не очень хорошо. Вопрос о роли конвекции и крупномасштабной динамики планетарных волн в атмосфере еще далеко не решен. И та и другая динамика пока не слишком хорошо воспроизводится моделями. Впрочем, модели работают достаточно хорошо, чтобы давать прогноз потепления для наблюдаемого изменения содержания СО2 (рис. 3). И достаточно хорошо, чтобы воспроизводить некоторую задержку потепления в середине и самом конце XX века [12].
В настоящий момент достигнуты концентрации СО2, которые не наблюдались на протяжении последних трех миллионов лет. Полученная в результате множества модельных экспериментов и анализа огромного массива исторических и геологических данных зависимость между аномалиями температуры и содержанием углекислого газа позволяет предсказать, что температура вырастет к концу XXI века по меньшей мере еще на один градус.
Данные показывают, что дискуссии о сокращении выбросов СО2 несущественны (в исторической перспективе) (рис. 4). Если выбросы не сокращать, то будут получены совершенно определенные климатические изменения, может быть, только несколько раньше или позже. На временных масштабах развития государства и инфраструктуры различия в последствиях несущественны.
В целом антропогенное изменение климата есть доказанный наукой факт. При всех своих недостатках модели климата в настоящее время развиты настолько, что обладают значительной доказанной предсказательной силой и не только для планеты в целом, но и для некоторых отдельных регионов, например для Северной Атлантики и Арктики. На эти факты и достижения и опирается «климатический консенсус». Серьезные споры сместились либо в область более детального изучения различных процессов, той же динамики конвекции, либо в дискуссию о том, что с этим знанием о потеплении климата человечество должно делать.
...
Последствия выбросов углекислого газа для климата были ясны ученым еще 100 лет назад (рис. 5)
Заметка из новозеландской газеты о климатических последствиях сжигания угля (1912)
...
...внимание климатологов сосредотачивается на определении рисков климатических изменений в тех географических областях и в тех физических процессах, где они могут быть достаточно точно определены при современном уровне знаний. Одна из таких областей — Арктика и прилегающие территории — непосредственно касается России. Арктика освобождается ото льда на один, два, может быть, и три месяца в году уже через два-три десятилетия, при этом место толстого многолетнего льда занимает тонкий однолетний лед. В этом прогнозе у климатологов разногласий нет. Что за этим последует, кроме улучшения условий судоходства, не совсем понятно. Есть работы, которые указывают на усиление атмосферных волн тепла и холода в средних (более заселенных) широтах вследствие открытия Арктики. Есть другие работы, где эти выводы ставятся под сомнения.
Цена вопроса для России высока.