панорама русской жизни

В этом году мы стали свидетелями аномальной жары в Европейской части России. А что ждет наш климат в будущем и как это связано с глобальным потеплением?

Периоды аномально жаркой погоды будут повторяться чаще и длиться дольше, считает известный климатолог, член-корреспондент РАН, заместитель директора по науке Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН и заведующий лабораторией климатологии Института географии РАН Владимир Анатольевич Семенов.

- Сейчас, во время пандемии коронавируса, мир разделился на два лагеря: кто-то убежден в том, что нужно вакцинироваться, другие же ─ категорически против. Немало и тех, кто вообще отрицает, что болезнь действительно существует.

Нечто похожее складывается и с глобальным потеплением: есть люди, которые не верят, что глобальное потепление реально и идет полным ходом. Что вы думаете об этом?

Вы правы. Я тоже нахожу много аналогий между ситуацией с COVID-19 и ситуацией с изменениями климата. Оба этих вопроса сильно политизированы и очень затрагивают жизнь социума с точки зрения  медийного напора; некоторые предпринимаемые меры кажутся людям необоснованными, неэффективными.

Сходство еще в том, что в обоих случаях важно разделять причину и следствия: предпринимаемые меры в виде введения пропусков и т.д. кому-то могут не нравиться и, действительно, могут быть излишними, тем не менее отрицать существование причины в виде такого серьезного заболевания, как коронавирус ─ глупо.

Точно так же и с климатом. Изменения климата происходят и связаны в последние десятилетия прежде всего с антропогенным влиянием. Принимаемые меры для борьбы с этим процессом могут для многих стран стать еще одной проблемой в экономике, но это не значит, что изменения климата нет или что человек на этот процесс не влияет.

Да, переход к новой, «зеленой энергетике» ─ это существенная нагрузка на экономику, но отрицать очевидные научные факты, отрицать наличие глобального потепления ─ крайне неразумно.

Мы с вами сейчас говорим о разнице повесток. С одной стороны, физика изменения климата однозначно говорит нам, что рост парникового эффекта является причиной долгосрочных (на масштабах от 50 до 100 лет) наблюдаемых изменений: то есть рост температуры вследствие увеличения концентраций парниковых газов в атмосфере ─ это физический факт, подтвержденный как теоретически, так и экспериментально.

А с другой стороны, встает вопрос: а как этот факт используется политиками? И это уже совершенно другая повестка, не нужно их смешивать.

Люди выставляют себя не в лучшем свете, когда начинают отрицать глобальное потепление или влияние человека на этот процесс, стремясь таким образом обосновать свое неприятие навязываемой мировой климатической политики.

Глобальное потепление, конечно, существует, и даже самые рьяные скептики, которые лет 20 лет тому назад могли говорить, что оно незначительное, сейчас уже думают иначе.

Сегодня наука располагает качественными инструментальными данными, и мы видим, как за последние 150 лет выросла температура, как изменились другие характеристики климатической системы.

Интенсивно тают морские льды, океан греется вплоть до больших глубин, меняется его химический состав в поверхностном слое, происходит закисление морской воды из-за растущего потока углекислого газа из атмосферы в океан.

Мы видим, как меняется состав атмосферы, измеряя рост парниковых газов: углекислого газа, метана, закиси азота. В последние двадцать лет мы уже очень точно определяем радиационный баланс со спутников.

Аномалии глобальной среднегодовой приповерхностной температуры воздуха, °С. Данные GISS (http://data.giss.nasa.gov/gistemp/).

- Все эти измерения позволяют отличить антропогенное влияние от естественных природных процессов?

Достаточно точные измерения спектров излучения со спутников ведутся уже больше десятилетия. На фоне растущей концентрации парниковых газов мы видим окно поглощения углекислого газа.

Мы также видим, сколько радиации поглощается, возвращается обратно на землю и приводит к парниковому эффекту. Причем все это согласуется с теми оценками, которые были даны и ранее, 30-40 лет назад.

И, да, мы констатируем, что рост увеличения парниковых газов связан именно с антропогенными выбросами, потому что изотопный состав природного углерода и антропогенного (то есть того углерода, который был захоронен миллионы лет назад под землей, а теперь сжигается и попадает в атмосферу) ─ разный.

Углерод, который выделяется из растений в процессе фотосинтеза, и углерод антропогенный сегодня уже четко можно разделить.

Более того, мы знаем временные масштабы изменений и порядок величин потоков различных компонентов углеродного цикла. Мы знаем, сколько сжигается нефти, угля, газа, сколько мы выбрасываем метана и так далее.

Так вот, антропогенный поток уже сравним с потоками на границе атмосфера-океан и атмосфера-суша. Эта величина настолько значительна, что экосистемы океана и суши уже не могут переварить дополнительный поток углекислого газа, и он начинает накапливаться в атмосфере.

Здесь все зависит от временных масштабов: если такое же количество углекислого газа выбросить в атмосферу, скажем, в течение миллиона лет, то это избыточное количество парниковых газов потихоньку поглотилось бы в океан, затем в океанических осадках мертвых организмов ушло бы на дно, и там было бы захоронено.

Аналогичное захоронение углерода происходило бы и на суше. Но сейчас рост дисбаланса углеродного цикла происходит слишком быстро: буквально в течение десятилетий…

- И поэтому наш океан уже не справляется?

Да, десять гигатонн углерода ни океан, ни суша уже не могут переварить ─ это слишком много. Поэтому и накапливается в нашей атмосфере этот углерод, углекислый газ.

- А атмосфера ведь может сама очиститься?

Так в том-то все и дело, что атмосфера избавляется от углекислого газа, «сбрасывая» его либо на сушу, либо в океан, но этот «сток» ограничен: он не может расти быстро, и на такую величину.

Впервые за всю историю Земли влияние человека оказалось выше тех природных рамок, в которых система может демпфировать (прим., ослабить, успокоить) вредные воздействия и как бы переварить их.

И это на самом деле интересный философский факт: в начале века, когда человек впервые продемонстрировал, что может управлять региональными атмосферными процессами, например, вызывать искусственный дождь, это вызвало море дискуссий (философских, религиозных и так далее).

Это стало одним из значимых моментов в развитии философской мысли. То же самое и происходит и сейчас: человек впервые оказался способен влиять на климат всей планеты. Это удивительный, знаковый для развития сосуществования человека и природы (ноосферы) факт.

- В истории Земли уже были периоды как больших потеплений, так и похолоданий. В чем принципиальное отличие нынешней ситуации?

Да, у нас были случаи, когда и на 10, 20 градусов больше была температура. И были также периоды, когда в экваториальном Тихом океане температуры превышали 40 градусов Цельсия. Был и период полного обледенения, когда вся земля вообще была покрыта льдами и снегом.

Диапазон изменения температуры за 4,5 миллиарда лет истории Земли был огромным, но все эти изменения происходили миллионы, сотни миллионов лет назад, а то и миллиарды лет назад ─ когда и состав атмосферы был совсем другим.

Во время четвертичного периода, в течение перехода от  периодов оледенений к периодам межледниковья, изменения температуры составляли порядка 6-10 градусов.

Но все это, опять же, происходило на масштабах около 100 или 40 тысяч лет, как в случае с последним межледниковьем, которое началось 12 тысяч лет тому назад ─ температуры выросли, достигли максимума примерно 6000 лет назад.

И с тех пор температура понижается медленно. За две тысячи лет  температура в Северном  полушарии понизилась примерно на градус. А сейчас она на тот же градус выросла за 100 лет! То есть мы видим в 20 раз более быстрые темпы потепления, чем это было в течение последних двух тысяч лет. В этом-то и проблема.

Мы знаем, что человек более-менее комфортно живет от широты 60 градусов и южнее: это Санкт-Петербург в России, Берген в Норвегии и т.д. Есть достаточно много северных городов, где люди живут неплохо.

Точно так же мы приспособились и к жаре, вспомнить тот же Дубай, средняя температура достигает 40-50 градусов Цельсия. Человек с современными технологиями, конечно, может приспособиться практически к любому климату.

Проблема климатических изменений заключается прежде всего в их быстроте, плотности и хрупкости созданной им современной инфраструктуры.

- Парадоксально, что от глобального потепления больше всего могут пострадать страны, которые вносят в этот процесс наименьший вклад, например страны Африки.

Да. Известно, что наибольший вклад в глобальное потепление вносят такие государства, как США, Китай, Индия, Россия, которая, кстати, далеко не на первых местах в этом плане. Если рассматривать совокупные эмиссии Евросоюза, то они выйдут на третье место, обогнав Индию.

Проблема заключается в том, что изменения происходят стремительно, но развивающиеся страны к этому адаптироваться быстро не могут, поэтому они будут страдать, и причем не от каких-то прямых последствий вроде роста температуры (уж это, я думаю, в Африке переживут), а, скажем, от изменения гидрологического цикла: нехватка воды может стать настоящей проблемой.

Засухи, подъем уровня воды, экстремальные погодные явления ─ со всем этим развивающимся странам будет очень сложно бороться, ведь они не располагают теми ресурсами, которые есть у технологически развитых регионов.

- В этом году у нас было аномально жаркое лето в Европейской части России, случилось наводнение в Крыму. Эти события связаны с глобальным потеплением?

Мы считаем, что в целом да, но связать напрямую какое-то отдельное событие с глобальным потеплением, конечно, нельзя. Для того, чтобы установить такую связь с использованием только статистических методов, нам нужно иметь хотя бы 20-30, а лучше 40-50 лет такого аномально жаркого климата.

Тогда бы мы могли посмотреть на статистику и сделать достоверные оценки, сравнить с более холодным климатом. Пока что мы живем от силы лет 10 в таком аномально теплом климате, а экстремальные события по определению редкие.

Поэтому мы идем другим путем: мы изучаем физику процессов, смотрим, а что послужило причиной такой аномальной жары, какие параметры циркуляции атмосферы и ее термодинамики?

Как эти параметры меняются при изменениях климата? И пока что происходящее укладывается в нашу картину тех изменений динамики атмосферы, которую мы ожидаем при глобальном потеплении.

Главной причиной аномальной жары в этом году стал продолжительный антициклон, который навис над европейской территорией России. Такие антициклоны называются блокирующими, потому что они блокируют зональный перенос ─ зональный поток с запада на восток из Северной Атлантики.

Влажный и прохладный атлантический воздух как бы упирается в этот антициклон и начинает его обтекать с севера или с юга, зональный поток расщепляется. Поэтому к нам атлантическая прохлада не доходила.

Такие антициклоны образуются постоянно, и это явление известно с тех пор, как стали изучать динамику атмосферы.

Что происходит в этом антициклоне ─ понятно, но проблематично спрогнозировать, когда он возникнет и, особенно, когда он разрушится, потому что эти процессы связаны с нелинейной динамикой, с бифуркацией в динамической системе, поэтому предсказать, когда система достигнет этой точки, очень сложно.

На фоне аномальной жары и отсутствия осадков на европейской территории России в черноморском регионе, в Крыму, наоборот, прошли мощные ливни, приведшие к наводнениям и серьезным негативным последствиям для населения и инфраструктуры.

Эти события также связаны как с зависшим над Москвой антициклоном, так и с региональными изменениями климата.

Зональный поток с запада, с которым в центральную Россию приходят циклоны, вынужден обтекать блокирующий антициклон с юга и с севера, что увеличивает вероятность прохождения циклонов на юге России и на севере.

Циклон, прошедший южнее российского побережья Черного моря и стал причиной сильных ливней. При этом нужно учитывать, что температура поверхности Черного моря за последние 40 лет также выросла примерно на 2 градуса в летние месяцы.

Таким образом, воздух над морем стал более теплым и влажным, а значит, более неустойчивым. Именно этот воздух проходящий вдоль побережья циклон выносит на сушу, где он вынужден подниматься, обтекая предгорья.

А при подъеме может развиться процесс глубокой конвекции, когда образуются мощные восходящие потоки воздуха, засасывающие влажный приповерхностный воздух и выливающие конденсирующуюся при подъеме влагу в виде интенсивных осадков.

Именно развитие такого процесса было причиной сильных осадков и наводнения в Крымске в 2012 г.

В наших исследованиях мы показали, что если бы температура поверхности Черного моря была на 2 градуса ниже, чем сейчас, примерно как в 1980-х гг., то сильных осадков бы не было. Рискну предположить, что и на интенсивность ливней в Крыму этим летом также повлиял рост температуры моря.

- Чего нам ждать в будущем? В Европейской части России станет еще жарче?

Ожидается, что к концу XXI века температура поднимется как минимум на несколько градусов. Причем в России теплеет гораздо быстрее, чем на остальной планете ─ это так называемое арктическое усиление.

В тропиках подъем годовой температуры может составить 2-3 градуса, в то время как в России эта величина, вероятно, составит около 5-6 градусов. Зимой у нас может стать теплее на 8 градусов, а летом ─ на 4.

За последние 30 лет температура в Московском регионе летом выросла примерно на 1,5 градуса, а в некоторых местах и на 2 градуса.

- Тоже немало.

Да, и мы уже заметили изменившийся характер погоды.

2 градуса ─ это уже разница  между средней температурой июня и июля, то есть июнь в Москве сейчас становится таким, каким был июль 30-40 лет назад.

Мы видим, что положительные скачки температуры из года в год становятся более мощными. Причины таких сильных аномалий кроются не только в общем повышении температуры, но и в динамике атмосферы.

При таком потеплении мы видим, что в Москве погода движется в сторону привычной для южных регионов погоды: Воронеж, Ростов-на-Дону и так далее.

Наблюдаются циклы жара-ливень или просто аномально теплая погода, похожая на погоду на юге России. Только на юге все к этому привыкли, а нам еще предстоит приспособиться.

- Выходит, что лет через 50, а может и раньше, Москва превратится в Ростов-на-Дону?

Пока что все указывает на то, что так и будет, мы движемся в этом направлении. Хорошо это или плохо?

Учитывая, что у нас подавляющее большинство населения живет в холодовом стрессе (средняя температура зимой минус 15 градусов ─ это не очень приятно, не говоря уже о более низких температурах), то, возможно, более теплая зима станет для многих позитивным моментом.

Поэтому рост температуры зимой, скажем, на  6-8 градусов в принципе воспринимается большинством позитивно, как мне кажется. Если взять Московский регион ─ это означает, что где-то к 2060-2070-м годам зима у нас будет как сейчас где-нибудь в Гамбурге: ночью морозец минус 3-5 градусов, а днем плюс 2-3 градуса.

- А летом опять аномальная жара?

Летом температура поднимется примерно на 3-4 градуса, как я уже упоминал. Придем к нынешнему Ростову-на-Дону, наверное.

А может, и не дойдем до него. Для сравнения: в Нью-Йорке еще жарче, однако на это никто не жалуется, и очень многие люди мечтают туда переехать. Главное ─ это адаптация, готовность к переменам. Речь идет прежде всего о готовности инфраструктуры наших городов, особенно это касается ливневых канализаций.

- Хотелось бы также поговорить с вами об Арктике ─ еще одной интересной теме, которой вы занимаетесь. Правда ли, что льды Арктики тают со скоростью, которая давно уже превзошла все самые пессимистические прогнозы?

Площадь арктических льдов действительно стремительно сокращается. За последнее десятилетие она сократилась на 13%. Это очень много. Площадь летних морских арктических льдов по сравнению с 1970-ми годами уменьшилась уже наполовину.

Причем в 2005-2010 годах это таяние еще сильнее ускорилось и пошло вниз, если посмотреть на графики. Почему? Вопрос пока остается открытым. Возможно, это связано с достижением какой-то точки неустойчивости в арктической системе, после чего запускается некая положительная обратная связь, ускоряющая эти изменения еще больше.

А может быть, это какая-то естественная флуктуация, которая наложилась на тренд, связанный с антропогенным воздействием, с общим потеплением. Вот это пока, откровенно скажу, неясно. Но факт остается фактом: изменения ускорились.

Какой-то одной причины может и не быть, но пока что анализ показывает, что без сильной внутренней флуктуации климата там не обошлось. Возможно, все это произошло в рамках естественного природного цикла, который должен дальше пойти на убыль. Но вот пойдет ли?

С учетом все возрастающего антропогенного воздействия мы не можем однозначно ответить на этот вопрос. В будущем есть риск того, что лед в Арктике вообще станет сезонным явлением.

Площадь арктических морских льдов (в млн. км2) в марте (синие кривые, шкала слева) и сентябре (красные кривые, шкала слева) по разным данным. Слайд предоставлен В.А. Семеновым.

- Владимир Анатольевич, а в целом вы, будучи климатологом, к какому сценарию будущего склоняетесь: позитивному или негативному?

Как говорится, у природы нет плохой погоды. Я бы это выражение распространил и на климат.

Да, диапазон тех изменений, которые нам грозят (6-8 градусов изменения температуры в России) огромен, но все же он лежит в тех диапазонах температурного режима, в которых мы перемещаемся, переезжая с юга на север или с запада на восток по территории России.

Значит, мы можем приспособиться, адаптироваться к таким изменениям климата. Другое дело ─ что это потребует больших осознанных, на основе научного подхода, и просчитанных мер во всех областях: строительство, индустрия, медицина и т.д.

Если такие меры будут предприняты, то мы сможем избежать серьезных негативных последствий и адаптироваться к новому климатическому режиму. Но этим нужно заниматься уже сейчас, иначе в будущем нам придется терпеть убытки.

В целом, я бы не стал смертельно пугаться грядущих изменений, но заявил бы о серьезной опасности недооценки климатического фактора при долгосрочном планировании и развитии нашей страны.

Беседу вела Янина Хужина