О генезисе современных изменений климата

Анализ эмпирических данных показывает, что изменение некоторых климатических характеристик таково, каким оно должно быть вследствие усиления влияния парникового эффекта. Это, прежде всего, рост температуры воздуха у поверхности Земли (глобальное потепление) и уменьшение температуры в нижней стратосфере. Эти изменения происходят одновременно с ростом содержания С0₂ и других парниковых газов. Этот факт является одним из центральных доводов в пользу концепции антропогенных причин изменений современного климата. Однако, с другой стороны, анализ данных об изменениях климата за последнюю тысячу лет показал, что потепление климата в XX в. должно было произойти и без антропогенного влияния, поскольку температура начала ощутимо возрастать задолго до начала промышленной революции. Некоторые ученые полагают, что глобальное потепление климата Земли является следствием только естественных природных процессов. В их число входят изменение солнечной активности, скорости вращения Земли, мощные вулканические извержения и др. Существует много доводов в пользу того утверждения, что антропогенные изменения концентрации углекислого газа не являются основной причиной климатических изменений. Например, К. Я. Кондратьев [22] утверждает, что если усиление парникового эффекта при предполагаемом удвоении концентрации С0₂ в атмосфере составляет около 4 Вт/м², то неопределенности, связанные с учётом климатообразующей роли аэрозолей и облаков при моделировании климата, достигают десятков и даже сотен Вт/м².

По мнению А. В. Кислова [15], современное потепление климата должно определяться интенсификацией парникового эффекта при дополнительном вкладе (менее 30%) фактора нарастания величины солнечной постоянной. На коротких промежутках времени (порядка двух-трех десятилетий) количество парниковых газов и величину солнечной радиации можно считать постоянными. На первый план выходит изменчивость содержания стратосферных аэрозолей, корректируемая вариациями солнечной радиации в течение 11-летнего солнечного цикла. Потепление 1940;х годов, например, связано с очищением стратосферы от аэрозолей вулканического происхождения, а похолодание 1960;х годов в какой-то степени связано с новым периодом повышенного вулканизма. Вследствие колебаний теплообмена в атмосфере происходят изменения температуры.

Однако существуют и более сложные механизмы, когда изменения фонового состояния вызывают изменения общей циркуляции атмосферы, а они, в свою очередь, вызывают изменения климата, часто проявляющиеся по-разному (иногда противоположным образом) в разных регионах. Для территории России важнейшим эффектом такого рода является воздействие на погоду и климат циклонов, образующихся над северной частью Атлантики. Образовавшиеся циклонические вихри движутся преимущественно с запада на восток, перенося в передней части теплый и влажный воздух, а в тыловой — холодный и более сухой. Эти синоптические изменения формируют определенный температурный режим и условия увлажнения тех регионов, которые регулярно подвержены воздействию циклонов. В тех районах, которые находятся вне основных траекторий движения циклонов, условия более стабильны. При вариации интенсивности циклонических вихрей и изменении их траекторий климатические условия многих регионов сильно изменяются. Оказалось, что интенсивность этого процесса удобно характеризовать так называемым индексом Северо-Атлантического колебания. Положительный индекс характеризует одновременное усиление исландского циклонического вихря и азорского антициклона. При этом резко усиливается перенос влажных и теплых воздушных масс в Северную и Центральную Европу и Сибирь. Одновременно холодный воздух чаще обычного проникает в восточную часть североамериканского континента. При отрицательном индексе оба вихря одновременно ослабевают, при этом тепло и влага из Атлантики распространяются на Средиземноморье, а на севере и в центральной и северной части Европы возникает холодная аномалия. Упомянутые состояния циркуляции атмосферы изменяются от одного года к другому, да и внутри года и даже одного сезона могут произойти заметные изменения. Наряду с этим существуют ситуации, когда состояние индекса определенного знака существовало в течение достаточно длительного промежутка времени. Так, с начала столетия до конца 30-х годов отмечалась положительная фаза, в 60-е годы — отрицательная, что характеризовалось суровыми зимами в Северной и Восточной Европе. Наконец, в последние 30 лет индекс вновь положителен. Количественные оценки показали, что наблюдавшиеся аномалии температуры и осадков на территории ЕТР, в Сибири в значительной степени обусловлены именно влиянием изменений условий циклогенеза в Северной Атлантике. Исследования, проведенные в ГГИ, показали, что происходит заметная активизация циклональных процессов над Восточной Европой, в результате чего в последнее десятилетие количество циклонов возросло на 12% (в августе на 31%, в сентябре — на 38%). При этом климатологами и гидрологами отмечается, что не только увеличилось число «влажных» атлантических циклонов, но и сместились к югу их траектории. Это привело к усилению осадков (и стока) таких рек, как Дунай, Днестр, Кубань, Терек и др.

На Дальнем Востоке России начинает ощущаться так называемое Тихоокеанское колебание. Оно непосредственно связано с положением и интенсивностью Алеутской депрессии. В качестве количественной меры этих вариаций используется специальный Тихоокеанский индекс.

Подводя итог, отметим, что в официальных документах МГЭИК, ЮНЕП, ВМО и других организаций все же преобладает мнение, что изменения климата в XIX—XXI вв., главной особенностью которых является глобальное потепление нижней тропосферы, складываются под влиянием роста концентрации парниковых газов вследствие выбросов предприятий промышленности и теплоэнергетики. Их влияние, а также увеличение солнечной постоянной, частично сглаживается воздействием сульфатных аэрозолей естественного и антропогенного происхождения. Кроме того, климатической системе свойственны и автоколебания периодичностью в 20−30 лет. Прогнозы возможных в XXI в. изменений климата, выполненные с помощью климатических моделей и представленные в отчётных докладах МГЭИК, основываются на различных сценариях изменения содержания парниковых газов в атмосфере (что в свою очередь зависит от уровня будущего социально-экономического и демографического развития мира).