В метеорологическом справочнике К. С. Дёст описывает климат как «синтез погод». Более конкретно этот термин может быть представлен в виде статистически обобщенных погодных условий данного региона за данный период времени. В более общем виде климат любого района определяется усредненными за длительный срок различными погодными элементами и их отклонениями от средних значений в ту или иную сторону.
Эти определения ставят больше вопросов, чем дают ответов. Например, сколь долгим должен быть период усреднения? Ответ будет достаточно произвольным и зависит от того, как собираются использовать результат усреднения. Ученые, занимающиеся исследованием вариаций климата в планетарном масштабе за последние 100 лет, пользуются значениями температуры, усредненными за 10 лет. Палеоклиматологи, изучая изменения климата на протяжении геологических эпох, опираются на геологические данные и оперируют значениями, усредненными за тысячелетия. Весьма важно знать временные периоды и условия географических областей, которые предстоит исследовать. Иногда предмет исследований безусловен и очевиден, но в других случаях нуждается в точных определениях.
Одним словом, период усреднения должен быть достаточно продолжительным с тем, чтобы сгладить неизбежные короткопериодные флуктуации, существенно не влияющие на среднее значение. Понимая, что погодные условия могут резко меняться год от года и даже от одного десятилетия к другому, климатологи пришли к выводу, что для получения статистически надежных данных необходим период усреднения порядка нескольких десятилетий. На Международной метеорологической конференции 1933 г. в Варшаве был принят 30-летний период усреднения. В соответствии с существующей практикой рассчитываются средние значения за каждые 10 лет, затем усредняются данные за три десятилетия, которые и являются «нормальными» значениями элементов погоды.
Почти в каждом крупном городе мира есть одна или несколько метеостанций, работающих десятилетиями, а в некоторых случаях и более ста лет. Статистический анализ получаемых данных дает представление о климате. Климатологи используют подобную информацию для классификации климатов отдельных зон Земли. При этом они оперируют такими понятиями, как водность и температура района. Чем больше воды поступает с осадками по сравнению с количеством воды, которое может теряться за счет испарения, тем выше водность. В тех местах, где не проводятся измерения температуры и осадков, о климате можно судить по типам растительности, которые там произрастают.
В последние десятилетия интерес к изменениям глобального климата резко возрос. В какую сторону меняется климат? Становится теплее или холоднее? Чем объяснить изменения? Это не новые проблемы. Уже давно философы и ученые интересуются причинами, вызывающими наступление ледниковых периодов. В этой главе мы еще вернемся к климатическим изменениям на протяжении геологических эпох, но сначала рассмотрим, как варьирует климат в течение десятилетий и столетий и какие факторы управляют этими изменениями.
Общая циркуляция
Поскольку климат представляет собой обобщенную функцию погоды, необходимо выяснить самые общие факторы, управляющие погодой. Метеорологи могут сказать, что климат зависит от общей циркуляции атмосферы, т. е. от усредненных в глобальном масштабе параметров давления, температуры и связанных с этим проявлений погоды. Общая циркуляция атмосферы зависит от таких факторов, как ее состав, вращение Земли, взаимное расположение материков и океанов, количество и распределение приходящей солнечной радиации. Земля вращается вокруг собственной оси за 24 часа, оборот вокруг Солнца занимает около 365 дней. Из-за колебаний наклона земной оси по отношению к плоскости орбиты максимальная интенсивность солнечной радиации в северном полушарии приходится на июнь. Шестью месяцами позже солнце уходит на юг и максимальное поступление энергии Солнца приходится на южное полушарие. Эти покачивания земной оси относительно Солнца объясняют смену сезонов.
В целом за год экваториальные районы Земли получают больше солнечной энергии, чем полярные. Если бы воздух и вода в океанах были неподвижными, в низких широтах было бы намного теплее, чем сейчас, а в высоких-намного холоднее. Ветер и океанские течения служат переносчиками тепла в полярные районы, поддерживая существующий ныне баланс.
В целом картина распределения ветров в низких широтах напоминает гигантскую конвекционную ячейку, в которой теплый воздух над экваториальной зоной поднимается и в верхней тропосфере движется по направлению к полюсам. В это же время вблизи земной поверхности воздух движется к экватору. В гигантских антициклонах с центрами на 30° южной и северной широт воздух сверху вновь стекает к земной поверхности.
В центрах антициклонов небо обычно ясное, ветры слабые. Парусные суда, попадая в центр зоны повышенного давления, подобной той, которая стоит в июле в районе Бермудских островов, могли надолго там застрять. Когда на судах подходили к концу запасы фуража и воды, приходилось выбрасывать за борт перевозимых для различных целей лошадей — отсюда пошло выражение «конские широты».
В средних широтах — между 30 и 60° — в тропосфере преобладают западные ветры.
Под направлением ветра имеют в виду то направление, откуда он дует. Таким образом, западный ветер-это ветер, дующий с запада на восток.
Характерной особенностью этого пояса западного переноса является наличие на высотах 10-13 км узких струй очень сильных ветров. Скорость этих струй, называемых струйными течениями, зачастую превышает 300 км/ч. Струйные течения проходят над полярным фронтом вдоль границы, отделяющей холодный полярный воздух от теплого тропического. Они играют значительную роль в образовании и развитии циклонов и, следовательно, являются важным элементом формирования погоды и климата.
Зимой западный перенос выражен ярче и смещен к югу. По мере движения вокруг Земли ветры могут менять направление, отклоняясь к северу или к югу. Распространение пояса западных ветров на север ограничивается двумя центрами низкого давления — один расположен в районе Исландии, другой над заливом Аляска. В районе полюсов на уровне земли наблюдаются главным образом ветры восточных направлений. Здесь воздух опускается в приземный слой и вновь поднимается в высокие слои атмосферы в районе 60° северной и южной широт.
Приведенное здесь весьма упрощенное описание картины распределения ветров над земной поверхностью дает самое общее представление. На рисунке показаны усредненные значения приземного давления и ветра в январе и в июне. Глядя на эти карты, можно получить представление об общей циркуляции в нижней атмосфере. Материки и океаны существенно влияют на давление и ветры. В зимнее время над сушей температура ниже, а давление выше, чем над океанами. Летом картина меняется на обратную. В результате такого распределения давления зимой ветер дует с суши на океан, а летом с океана на сушу. Эти сезонные ветры называются муссонами.
Усредненная картина распределения ветров и давления на уровне моря в январе (A) и в июле (Б). Линии равного давления, называемые изобарами, показывающими, на какую величину давление превышает 1000 мбар, например цифра 20 означает, что изобара соответствует давлению 1020 мбар.
Опускание воздуха в широтном поясе между 20 и 40° проистекает в ряде устойчивых центров высокого давления как в Северном, так и в Южном полушариях. Между этими поясами высокого давления ветры дуют с востока, отклоняясь к экватору. Это пассаты, игравшие столь важную роль во времена парусного флота. Жирными линиями на картах рисунка показаны границы между северо-восточными и юго-восточными пассатами.
Климат любого региона в существенной степени определяется особенностями общей циркуляции над данным регионом. При повышенном давлении и преобладании нисходящих потоков воздуха образование облаков затруднено и осадков выпадает мало. По этой причине засушливые районы — пустыни и полупустыни мира — приурочены к областям устойчиво повышенного давления. Интенсивные осадки наблюдаются, как правило, в областях низкого давления или там, где теплый, влажный воздух наталкивается на горный барьер и поднимается вверх.
Зона, разделяющая северо-восточные и юго-восточные пассаты, характеризуется постоянно низким давлением и восходящим движением воздуха. Этим объясняется высокая интенсивность выпадения осадков в экваториальных районах. Очень много осадков выпадает в горной местности с наветренной стороны, обращенной к океану, но лишь в тех случаях, если горы расположены не в области действия устойчивого антициклона. Наветренные стороны гор тропических островов, таких, как Гавайи, чрезвычайно дождливы. Интенсивные осадки вызывает в Индии и Юго-Восточной Азии летний муссон, несущий теплый, влажный воздух Индийского океана в сторону Гималайских гор.
Пояс относительно низкого давления, связывающий устойчивые циклоны над северными частями Атлантического и Тихого океанов, также отличается подъемом воздуха и умеренным количеством осадков. Обычно в этой зоне располагается полярный фронт, отделяющий полярный воздух от тропического.
Модели общей циркуляции
Ученые уже давно исследуют общую циркуляцию атмосферы Земли. В последние годы достигнуты определенные успехи в изучении атмосфер других планет. Каждая атмосферная циркуляция уникальна, но в любом случае она управляется одними и теми же физическими законами. Зная соответствующие свойства атмосферы, можно сформулировать ряд математических уравнений, количественно описывающих ее поведение и изменения поведения во времени. Такой набор уравнений обычно называют моделью общей циркуляции. Модели общей циркуляции имеют дело с основными параметрами атмосферы и их взаимосвязями — с давлением, температурой, со скоростями переноса воздуха по горизонтали и вертикали, с силами, вызывающими этот перенос. Они учитывают перераспределение энергии излучением, конвекцией и другими механизмами, взаимодействие движущегося воздуха с подстилающей поверхностью, образование облаков и выпадение осадков. Модели общей циркуляции очень сложны, в них используется огромное количество данных, они требуют большого объема вычислений. Для решения системы модельных уравнений в разумные сроки требуются очень быстродействующие компьютеры с большими объемами памяти. Расчеты начинаются с определенного исходного состояния атмосферы. Например, исследователь может задать в качестве начальных условий, что атмосфера полностью неподвижна и во всех точках имеет одинаковую температуру. Затем он «включает Солнце» и наблюдает, как меняется картина общей циркуляции. После серии расчетов, моделирующих период порядка 300 дней, лучшие модели дают картину распределения давления, ветра и температуры, близкую к наблюдаемой на практике.
Модели общей циркуляции используются для оценки влияния на климат температуры океана, малых изменений притока солнечной энергии, увеличения в атмосфере концентрации двуокиси углерода. В частности, вывод о возможности увеличения температуры поверхности Земли на 2,5°С при удвоении концентрации получен на основании модельных расчетов. Задавшись любым начальным состоянием атмосферы, с помощью модели общей циркуляции можно рассчитать ее состояние в будущем. Модели являются основой современной техники создания прогноза погоды. Более подробно этот предмет будет обсуждаться в следующей главе.
Аномалии погоды
Каждый из нас знает, что погодные условия зачастую отклоняются от «нормальных». В некоторых районах мира зимы могут быть аномально холодными, а в других — аномально теплыми. Например, зима 1980/81 г. была необычно холодной в восточной половине США, в то время как в штатах Великих равнин теплее обычного. Обсуждавшиеся в предыдущей главе засухи также представляют собой аномально низкое количество выпадающих осадков за достаточно продолжительное время.
Эти отклонения от климатических ожидаемых уровней можно объяснить отклонениями параметров давления и ветра от усредненных за длительный период значений, другими словами, аномалиями в общей циркуляции. Обычно зимой над восточной частью Северной Америки на средних высотах располагается ложбина низкого давления, а над западной частью — гребень высокого давления. Эта ситуация определяет движение потоков воздуха, расположение и пути перемещения циклонов. Если ложбина низкого давления становится несколько глубже обычного, воздух над восточными штатами движется по траекториям, приходящим из холодных районов. Напротив, над Великими равнинами воздух необычно часто приходит с юга, принося тепло в Дакоту и Миннесоту (как это случалось зимой 1980/81 г.). Время от времени ложбины и гребни давления смещаются от своего обычного положения, что приводит к изменению температур и распределения осадков.
До сих пор нет единого мнения относительно причин, вызывающих изменения средних характеристик циркуляции год от года, десятилетие от десятилетия. Одна школа ученых во главе с Джеромом Неймисом из Скриппсовского океанографического института в Калифорнии придерживается мнения, что основную роль здесь играют океаны. Неймис нашел, что изменения температуры поверхностного слоя морской воды в Тихом океане сопровождаются изменениями сезонных параметров погоды над Соединенными Штатами. Другие метеорологи полагают, что сезонные и годовые вариации атмосферной циркуляции зависят от большого числа дополнительных факторов.
Локальные влияния на климат
Зачастую существенное влияние на климат оказывают местные условия, особенно в горных районах, вдоль береговых линий, в крупных городах. Прибрежные эффекты наиболее заметны по температуре и частично обусловлены действием бризов. Эти легкие ветры сглаживают большие перепады температур.
Районы, находящиеся под влиянием ветров с океана, характеризуются, как правило, мягкими зимами и относительно прохладным летом. Вода обладает высокой теплоемкостью. Чтобы нагреть 1 м3 воды на 1°, нужно в пять раз больше тепла, чем для нагрева 1 м3 песка. Конвективными потоками тепло быстро распределяется между отдельными слоями воды, в то время как теплопередача через песок, почву, горные породы осуществляется весьма медленно. Это частично объясняет то обстоятельство, что температура поверхности океана от лета к зиме меняется гораздо слабее, чем температура поверхности суши. Когда холодный воздух проходит над таким мощным источником тепла, как нагретая водная поверхность, его температура повышается. В обратной ситуации нагретый воздух быстро теряет свое тепло. Таким образом, океан служит как бы термостатом. В прибрежных городах, где ветер чаще всего дует с океана, таких, как Сан-Франциско, наблюдается малая разница между летними и зимними температурами. В городах, расположенных в глубине континентов, сезонные температурные колебания могут быть очень большими.
Холмы и горы существенно меняют распределение температур, ветров и осадков. Наталкиваясь на горный барьер, воздух вытесняется вверх, в результате чего наветренная сторона горного хребта отличается повышенным количеством осадков. В тех местах, где постоянные ветры несут влажный воздух, осадки в горах особенно интенсивны. Например, на склонах горы Вайалеале на Гавайских островах в среднем за год выпадает около 12 м осадков. Как только воздух, несущий осадки, переваливает на подветренную сторону горы, образование облаков прекращается. Это означает, что на подветренной стороне количество осадков может быть относительно мало. Примером такой ситуации, называемой «дождевой тенью», может служить восточный склон Сьерра-Невады в Калифорнии.
В горных районах небо, как правило, чистое, и особое значение здесь приобретают радиационные эффекты. Ночью потери тепла подстилающей поверхностью и самым нижним слоем воздуха ведут к снижению температур на поверхности и к образованию температурных инверсий в низинах. Холодный воздух, поскольку он тяжелее, стекает вниз. Массы холодного воздуха скапливаются в долинах и всякого рода впадинах. В холодные ясные ночи, когда воздух сух, на дне долин температура может падать до минусовых значений, в то время как на склонах окружающих гор она выше на несколько градусов. Теплые склоны, известные как термические пояса, соответствуют верхней части слоя температурной инверсии. Чувствительные к морозам виды растительности, такие, как цитрусовые, более продуктивны на склонах, чем в долине.
Холодный воздух стекает на дно долины, в то время как теплый образует термический пояс на ее склонах
Климат городов
Упоминавшийся ранее создатель классификации типов облаков Люк Гавард еще в 1818 г. обратил внимание на то, что в центральной части Лондона теплее, чем в пригородах. С тех пор ситуация не изменилась. Растущие города оказывают все более заметное влияние на локальный климат. По мере того как трава и деревья вытесняются мостовыми и зданиями, меняется и перераспределение выпавшей дождевой воды. В естественных условиях некоторая часть дождевой воды поглощается почвой, просачивается в грунт, усваивается растениями. В условиях города существенно больше воды стекает в дождевые коллекторы и меньше испаряется. Однако в некоторых городах с развитой промышленностью от многочисленных дымовых труб и градирен в атмосферу поступает большое количество водяных паров, что может повысить относительную влажность.
В сельской местности вода постепенно испаряется из почвы, и особенно много воды испаряют растения. Этот процесс повышает содержание водяных паров в воздухе и, кроме того, снижает дневной нагрев воздуха, поскольку часть тепла расходуется на испарение. Когда на испарение остается меньше воды, относительная влажность падает, температура повышается.
В городах теплее, чем в окружающей местности, по целому ряду других причин. Во-первых, используемые при строительстве дорог и зданий материалы в дневное время поглощают очень много тепла, а в ночное время отдают его либо за счет теплового излучения, либо другими способами. В узких ущельях улиц инфракрасное излучение, испускаемое одним зданием, поглощается зданием напротив, хотя часть энергии уходит наверх, в ночное небо. Здания задерживают ветер, препятствуя тем самым выносу тепла. В дополнение к сказанному, в больших городах воздух нагревается за счет теплопотерь в жилых домах, учреждениях, предприятиях.
Особенно заметно отличие температур в городе и в округе зимой и по ночам, в течение которых над городом появляется «остров тепла», окруженный холодным воздухом пригородов. Хельмут Ландсберг с помощниками из Мэрилендского университета следили за изменением климата города Колумбия, шт. Мэриленд, по мере роста его населения с 200 человек в 1968 г. до 20000 в 1975 г. К концу этого периода центр города был теплее окружающей местности почти на 8°С, и нагрев продолжается по мере дальнейшего роста. В отдельных случаях гигантские метрополии, такие, как Нью-Йорк или Сент-Луис, могут быть на 11-14°С теплее окружающей неурбанизированной местности. Хотя воздух над городами имеет меньшую относительную влажность, осадков там в среднем выпадает больше, особенно летних ливней и гроз. Здания действуют как барьеры для ветра, заставляя воздух подниматься вверх. Свой вклад в конвекцию дает более высокая температура города по сравнению с окружающей местностью. Если при этом воздух влажен, а атмосфера нестабильна, над городом и по ветру от города возникают кучевые и кучево-дождевые облака. В заключение мы не можем оставить без внимания тот факт, что многие виды человеческой деятельности в городах, особенно связанные со сжиганием, увеличивают уровень загрязнения воздуха. В ясные дни видно, что крупные городские районы окутаны пеленой дыма и пылевых частиц. Эта пелена задерживает солнечные лучи, и из города небо видится не голубым, а скорее молочно-белесым. Частицы пыли могут служить ядрами конденсации для облачных капель и кристалликов льда, однако степень влияния пыли на температуру городов и количество выпадающих осадков не известна.
Изменения глобального климата
Если об изменениях климата судить по температуре поверхности, то легко прийти к выводу, что за миллиарды лет истории Земли климат ее постоянно менялся. Чем дальше мы отступаем в прошлое, тем все более неопределенными и спорными становятся наши представления. Тем не менее важнейшие вехи определены достаточно отчетливо, и по мере совершенствования приборов и методов сбора и обработки климатических данных наши знания постоянно углубляются. Однако необходимо иметь в виду, что тенденции изменения климата и аномальности температуры и выпадения осадков проявлялись в различных районах Земли неодинаково.
Геологические исследования структуры Земли и анализ ископаемых остатков, найденных на суше и в донных отложениях, многое могут рассказать нам о климате прошлого. За последний миллион лет на планете неоднократно наступали ледниковые эпохи, длившиеся около 100000 лет. Они чередовались с относительно теплыми межледниковыми периодами, продолжающимися примерно 10 000 лет. Термин «ледниковая эпоха» используется для обозначения аномально холодного периода, в течение которого полярный ледниковый покров доходит до умеренных широт. В Северной Америке ледник простирался на юг вплоть до Чикаго, а в Европе — до Берлина.
Последняя ледниковая эпоха окончилась примерно 10 000 лет назад. Во время ледникового максимума 18 000 лет назад средняя температура воздуха в умеренных широтах Северного полушария была на 3-5°С холоднее теперешней. Уровень моря был на 100 м ниже современного, поскольку значительная доля воды находилась на континентах в виде льда.
Последние 10 000 лет Земля пребывает в мягком межледниковом интервале. Дошедшие до нас исторические сведения, анализы древесных колец старых деревьев и старинных деревянных конструкций, исследование сохранившейся цветочной пыльцы, метеорологические данные за последние несколько столетий показывают, что даже в этот интервал имелись относительно кратковременные, но важные изменения климата.
С 5600 до 2500 года до новой эры климат на Земле был влажным и теплым — на 2-3°С теплее, чем сейчас. Этот период называют «климатическим оптимумом», поскольку климатические условия жизни людей, животных, растений были тогда наиболее благоприятными. Период с 1500 по 1900 год новой эры отличался в Северном полушарии сухостью и температурой на 1-2°С ниже теперешней, что дало повод называть его «малым ледниковым периодом». В те времена морские льдины нередко достигали экватора, а в Альпах образовались нетающие ледники — факт, документированный художниками и граверами тех времен. С 1880 по 1940 год температура приземного воздуха в Северном полушарии увеличилась в среднем на 0,8°С. Потепление сопровождалось таянием морских льдов, отступлением ледников из долин в горы, небольшим повышением уровня моря, увеличением продолжительности вегетационного периода в сельском хозяйстве, особенно в северных районах. С 1940 по середину 60-х годов глобальная температура упала на 0,5° С, после чего вновь началось постепенное потепление.
Для объяснения отмеченных вариаций климата выдвинуто множество гипотез. Изменения за периоды сотен миллионов лет могут объясняться дрейфом континентов по поверхности планеты. По современным представлениям континенты состоят из горных пород относительно низкого удельного веса, и поэтому они плавают по поверхности более тяжелого вещества — внутренних слоев Земли. В результате материки смещаются один относительно другого, например, Африка и Южная Америка когда-то представляли единое целое. Очертания восточных берегов Южной Америки и западных берегов Африки в точности соответствуют друг другу. По мере того как континенты меняют свои очертания и положение на поверхности планеты, меняется и характер общей циркуляции, а значит, меняется и климат.
Климатические изменения за периоды порядка 10-100 тысяч лет скорее всего вызваны циклически повторяющимися вариациями орбиты Земли и ориентации ее оси. Эта гипотеза, впервые выдвинутая еще в середине XIX века, была детально разработана в 20-е годы сербским ученым Миланковичем. Он рассчитал, что количество поступающей на Землю солнечной радиации постоянно меняется, приводя к циклическим изменениям климата с периодичностью 20, 40 и 95 тыс. лет. Исследования последних лет подтверждают правильность этих цифр. В соответствии с теорией Миланковича в настоящее время Земля находится на стадии медленного охлаждения, приближаясь к температурному минимуму, который наступит примерно через тысячу лет.
Для объяснения климатических флуктуаций в течение интервалов времени порядка десятков-сотен лет предлагалось множество вариантов. Группа так называемых «неастрономических» гипотез объясняет изменения климата земными причинами. К таким причинам можно отнести вулканические извержения, при которых в атмосферу выбрасываются газы и пылевые частицы. Достаточно очевидно, что мощное извержение способно выбросить в атмосферу такое количество аэрозольных частиц, которое может привести к незначительному похолоданию нижней атмосферы. Тем не менее было бы слишком смелым предполагать, что этот процесс сможет вызвать наступление ледникового периода, даже «малого».
Астрономические гипотезы изменения климата получили достаточно широкое распространение. В научной литературе представлено множество попыток связать изменения климата с появлением солнечных пятен — темных образований на поверхности Солнца диаметром около 40 тыс. км. Количество пятен на Солнце год от года постоянно меняется. Особенно большие пятна отмечались невооруженным взглядом еще 15 веков назад в Китае, но лишь со времен Галилео Галилея начались постоянные наблюдения за солнечными пятнами с использованием телескопов.
С 1645 по 1715 год на Солнце почти не было пятен. Первым на этот семидесятилетний интервал обратил внимание английский специалист по проблемам Солнца Е. В. Маундер. По предложению Дж. А. Эдди из Национального центра атмосферных исследований этот период назван «минимумом Маундера». Дж. А. Эдди обратил внимание на то, что этот минимум приходится на «малый ледниковый период». Однако до сих пор вопрос о том, связано ли отсутствие пятен на Солнце с периодом продолжительного похолодания, остается весьма спорным.
Самой характерной особенностью записей изменения количества солнечных пятен является твердо установленный 11-летний цикл минимумов и максимумов, регулярно повторяющийся с 1715 г. Отмечается и 22-летний цикл, связанный с изменениями магнитного поля. В целом связь между частотой появления солнечных пятен, с одной стороны, и элементами погоды и климата, с другой, не представляется достаточно убедительной. Самое главное, что пока еще никто не смог предложить сколь-либо правдоподобного физического механизма, объясняющего, каким образом связанное с наличием пятен солнечное излучение может влиять на погоду и климат. Поэтому большинство специалистов по атмосфере относится к гипотезам, объясняющим такие причинно-следственные связи, с известной долей скептицизма.
Прогнозы изменения климата
В настоящее время стало достаточно очевидным, что рост концентрации углекислого газа в атмосфере может привести к глобальному потеплению. С другой стороны, увеличение содержания мелких, долговитающих в атмосфере частиц может привести к глобальному похолоданию. После извержений вулканов Кракатау в 1883 г. и Агунг в 1963 г. попавшие в стратосферу частицы вызвали снижение температуры воздуха у поверхности на несколько десятых градуса, и эффект этот отмечался в течение одного-двух лет. Недавнее извержение вулкана Сент-Хеленс было слишком слабо, чтобы вызвать сколь-либо заметное изменение температуры в планетарном масштабе. А вот извержение мексиканского вулкана Эль-Чичон 4 апреля 1982 г. привело к выбросу в верхнюю атмосферу количества двуокиси серы и других веществ, в десять раз большему, чем при извержении Сент-Хеленс. Предполагается, что стратосферный аэрозоль от вулкана Эль-Чичон вызовет такой же эффект, как и извержение Кракатау и Агунга.
В последние десятилетия специалисты неоднократно обнаруживали доказательства для прогнозирования самых различных вариантов предстоящих изменений климата. В 40-х годах им не давал покоя факт роста глобальной температуры, обширные наводнения и другие стихийные бедствия. К 70-м годам разговоры об общем потеплении начали сменяться разговорами об общем похолодании. Меньшей угрозой стали засухи, а новой заботой стали заморозки. Осторожные ученые, исследуя причины и следствия понижений и повышений температуры, предупреждали о трудностях на пути разработки прогнозов изменения климата в будущем. Тем не менее заголовки популярных статей зачастую представляют весьма проблематичное за действительно возможное.
Особым драматизмом наполнены статьи в широкой прессе относительно предстоящих климатических катастроф. Они основаны на мнении некоторых экспертов об антропогенном характере вариаций климата за последний век. Первой была выдвинута гипотеза о том, что сжигание ископаемого топлива ведет к увеличению концентрации углекислого газа и к глобальному потеплению. Однако после 1940 г., несмотря на продолжающееся увеличение концентрации углекислого газа, планета начала охлаждаться. Тогда отдельные специалисты предположили, что эффект охлаждения, обусловленный ростом в атмосфере пыли и дыма, преодолел эффект потепления из-за углекислого газа, и что планета движется к ледниковой эпохе. К сожалению, наши знания до сих пор не позволяют достаточно удовлетворительно объяснить, что же в действительности было с нашим климатом в последние десятилетия.
Каким же будет климат в ближайшем будущем? Множество специалистов и неспециалистов пытаются ответить на этот вопрос, но в настоящее время единственной научной основой прогноза является использование данных о прошлом для того, чтобы представить, каким может быть будущее. Чтобы узнать, будет ли теплее или холоднее в предстоящие пять лет, легче бросить монету: орел — теплее, решка — холоднее, чем пытаться задать этот вопрос эксперту. Это не означает, что мы совсем уж не имеем никакого представления о возможных изменениях климата. Достаточно надежно установлена связь значительного увеличения концентрации углекислого газа с последующим потеплением. Последствия этого могут быть важны для жизни всего человечества. Поэтому необходимы самые энергичные усилия для того, чтобы в ближайшее время установить факты и избавиться от неопределенностей.