2. Проблема парникового эффекта

Глобальные климатические, биологические, геологические и химические процессы и природные экосистемы тесно связаны между собой. Изменения в одном из процессов могут сказаться на других, причем вторичные эффекты могут по силе превосходить первичные. Позитивные для жизни человека изменения в одной из сфер могут перекрываться вызванными ими вторичными изменениями, пагубными для жизни людей, животных и растений. Газы и аэрозольные частицы, которые человечество выбрасывает в атмосферу с начала промышленной революции, изменяют не только состав атмосферы, но и энергетический баланс. Это, в свою очередь, влияет на взаимодействие между атмосферой и океаном -- главным генератором экстремальных погодных явлений. Океан занимает большую часть планеты, и именно течения и циркуляция вод определяют климат многих густонаселенных регионов мира. Потенциально очень опасно изменение циркуляции вод, например Гольфстрима под действием глобального изменения климата.

Связи между компонентами климатической системы часто имеют обратную связь: усиление вторичного эффекта вызывает и усиление первичного и т.д. В этом случае изменения нарастают со все большей скоростью. Примером может служить, сокращение снежного покрова из-за повышения температуры уменьшает альбедо -- отражение солнечной радиации обратно в атмосферу -- и повышает количество энергии, поглощенной Землей, а это, в свою очередь, повышает температуру и ведет к еще более активному таянию снега и льдов. Это пример положительной обратной связи. В климатической системе имеются и отрицательные обратные связи. Например, усиление облачности, вызванное более интенсивным испарением при больших температурах, уменьшает интенсивность солнечной радиации и в конечном счете снижает температуру у поверхности Земли.

Парниковый эффект -- вопрос не новый. В 1980-е годы эта проблема привлекла внимание мировой общественности. Еще в 1827 году французский ученый Фурье дал его теоретическое обоснование: атмосфера пропускает коротковолновое солнечное излучение, но задерживает отраженную Землей длинноволновую тепловую энергию. В конце XIX века шведский ученый Аррениус пришел к выводу, что из-за сжигания угля изменяется концентрация СО2 в атмосфере -- и это должно привести к потеплению климата. В 1957 г. -- Международном геофизическом году -- наблюдения показывали, что уже идет значительный рост концентрации СО2 в атмосфере. Российский ученый Михаил Будыко сделал первые численные расчеты и предсказал сильные изменения климата. [2]

Парниковый эффект вызывается углекислым газом, метаном, закисью азота, водяным паром и рядом других газов, концентрация которых в атмосфере незначительна. Список парниковых газов, подлежащих ограничению и инвентаризации выбросов в рамках РКИК определен в Приложении А к Киотскому протоколу и включает: двуокись углерода (СО₂) и метан (CH₄), закись азота (N₂O), перфторуглероды (ПФУ), гидрофторуглероды (ГФУ) и гексафторид серы (SF₆). [прил1]

По мере синтеза и использования новых ГФУ и ПФУ список будет дополняться. Водяной пар -- самый распространенный парниковый газ -- исключен из данного рассмотрения, так как нет данных о росте его концентрации в атмосфере (то есть связанная с ним опасность не просматривается). Озоноразрушающие вещества (хлорфторуглероды, HCFC_22, галогены, метилхлороформ, тетрахлорид углерода), которые в принципе также дают некоторый небольшой парниковый эффект, здесь не рассматриваются, поскольку они подлежат учету и запрещены к использованию в связи с выполнением странами обязательств по Монреальскому протоколу.

В Приложении А также включен список категорий источников, которые мировое сообщество в рамках РКИК договорилось считать антропогенными. Для ряда источников это весьма условное деление, особенно в сельском хозяйстве. С источниками в энергетике, промышленности и транспорте проблем антропогенности не возникает, они все подлежат инвентаризации.

Важно кумулятивное действие всех парниковых газов, то есть суммарный парниковый эффект, вызванный тем или иным источником. Поэтому данные инвентаризации выражаются в единицах СО₂_эквивалента, а результирующее действие всех выбрасываемых газов получается как взвешенная сумма выбросов отдельных газов с весами, отражающими их парниковый эффект. За единицу принят эффект от СО₂, выбросы остальных газов умножаются на определенные коэффициенты глобального потепления (ПГП). При этом РКИК принято, что берутся ПГП с так называемым 100_летним горизонтом осреднения, что означает, что сравниваются эффекты от выбросов 1 т того или иного вещества за 100 лет. Для метана ПГП равен 21, для закиси азота -- 310, для SF₆ -- 23900. Это означает, что выброс 1 т. метана совершенно эквивалентен выбросу 21 т СО₂. [5]

Естественно, парниковый эффект был всегда, с момента появления у Земли атмосферы. Но усиление его началось как только человечество стало выбрасывать СО₂, сжигая ископаемое топливо. Но дело даже не столько в собственно потеплении, сколько в разбалансировке климатической системы. Резкий выброс СО₂ -- своего рода химический толчок по климатической системе. Средняя температура на планете от этого изменяется несильно, а вот колебания внутри ее становятся гораздо сильнее. Что мы и видим на практике: резкое усиление частоты и силы экстремальных погодных явлений -- наводнений, засух, сильной жары, резких перепадов погоды, тайфунов и т.п.

Климат на Земле всегда был подвержен колебаниям во всех временных масштабах, начиная от десятилетий до миллионов лет. К числу наиболее заметных колебаний относится цикл порядка ста тысяч лет -- ледниковые периоды, когда климат Земли был в основном холоднее по сравнению с настоящим, и межледниковые периоды, когда климат был теплее.

Эти циклы вызывались естественными причинами. Однако, с начала промышленной революции изменение климата происходит резко ускоренными темпами (по порядку величины в 100 раз быстрее, чем движение к ледниковому периоду) и в результате деятельности человека, выбрасывающего в атмосферу парниковые газы при сжигании ископаемого топлива, а также уничтожившего большую часть лесов планеты.