Жизнь в парнике

Жизнь в парнике
 
В 2060 году моим внукам будет около семидесяти; каким будет их мир?
Сэр Джон Хоутон, «Глобальное потепление: полная сводка»
 
Я обнаружил, что начал смотреть на живописные полотна иначе – с климатической точки зрения. Если отойти от главной темы картины, можно изучить интерьеры домов и сельские пейзажи, рассмотреть сельскохозяйственные орудия и кухонную утварь, полюбоваться прекрасными музыкальными инструментами и проследить за меняющейся, как в калейдоскопе, мужской и женской модой. Весьма вероятно, что на эту моду повлияли постоянные холодные зимы. В послереволюционной Франции женская мода довольно дерзко «обнажала особу», но по мере того, как похолодание вступало в свои права, портные создали теплое нижнее белье для своих клиентов, а также пелерину, которая согревала грудь и скрывала декольте.
 
А еще на пейзажах есть облака. Ганс Нойбергер провел потрясающее исследование: он изучил облака, изображенные на 6 500 картинах, которые были написаны с 1400 по 1967 год и ныне хранятся в 41 художественном музее в США и Европе. Его статистический анализ выявил медленное увеличение облачности с начала XV по середину XVI века, за которым последовал резкий рост облачности. Низкие облака (в отличие от высоких облаков при хорошей погоде) значительно чаще появляются на картинах после 1550 года, но после 1850 года их становится намного меньше. На летних пейзажах художников XVIII и начала XIX века облака обычно занимают от 50 до 75% неба. Английский пейзажист Джон Констебл, родившийся в Суффолке в 1776 году и прославившийся картинами английской сельской жизни, в среднем изображал облака, закрывающие почти 75% неба. Его современник Джозеф Мэллорд Уильям Тернер, который много путешествовал и рисовал соборы и сцены из английской истории, поступал примерно так же.
 
Согласно анализу Нойбергера, после 1850 года облачность на картинах становится немного ниже. Но небо уже не бывает таким голубым, как ранее. Этот феномен Нойбергер связывает как с эффектом тумана, создаваемым короткими мазками кисти (излюбленный прием импрессионистов), так и с возросшим загрязнением воздуха в результате промышленной революции, после которой небо над Европой перестало быть ярко-голубым.
 
Эти изменения не были простой данью художественной моде: скорее всего, они отражают реальное увеличение облачного покрова. Последние десятилетия малого ледникового периода сопровождались непредсказуемыми климатическими сдвигами. В 1820-х и 1830-х отмечались теплые весны и осени, а в 1826 году наступило самое теплое лето между 1676 и 1976 годами. А в исключительно холодном и дождливом августе 1829 года в долинах Шотландии дождь шел 28 из 31 дня месяца. Наводнения размывали мосты, уничтожали посевы и меняли русла рек. В том же году в Швейцарии впервые с 1740 года замерзло Боденское озеро; после этого оно не замерзало еще много лет – вплоть до жестоких холодов 1963 года. В Скандинавии зима 1837/38 года выдалась настолько суровой, что льды связали юг Норвегии с портом Скаген на северной оконечности Дании и простирались далеко на Запад, за пределы видимости с суши.
 
В 1840-х происходили все те же непредсказуемые колебания, с несколькими холодными зимами и прохладными летами. Когда над Европой один за другим формировались антициклоны, то наступали теплые летние месяцы с тихой погодой, такие как в 1846 году. Волны жары распространялись с запада вглубь Сибири, где капитаны русских судов на реке Лене с трудом находили главное русло посреди затопленных из-за таяния мерзлоты равнин. Им приходилось лавировать между стволами деревьев и огромными кучами торфа, прислушиваясь к звукам движущегося потока. Порой у борта судна всплывала прекрасно сохранившаяся голова мамонта, вытаявшая из вечной мерзлоты, в которой пребывала тысячелетиями со времен ледникового периода. Люди с удивлением рассматривали мохнатый череп, а затем он исчезал в мутном потоке. После 1850 года температура повышалась медленно и почти непрерывно, поскольку на климат начал влиять новый фактор – человечество.
 
На Рождество 1814 года серьезный и суровый миссионер по имени Сэмюэл Марсден прибыл в Оихи, высадившись в новозеландском заливе Островов. Он привез с собой «лошадей, овец, крупный рогатый скот, домашнюю птицу и Евангелие». С полным осознанием торжественности момента миссионер объявил любопытным маори: «Я принес вам благую весть великой радости». За полвека эта «весть» изменила жизнь маори и природу Новой Зеландии до неузнаваемости.
 
К 1839 году христианство прочно укоренилось в стране, и межплеменные войны практически прекратились. В тот год миссионеры заявляли, что 8 760 маори регулярно посещают церковь. Этот успех во многом был связан с сельским хозяйством. В 1824 году фермер-миссионер по имени Дэвис основал образцовую ферму в Уэймейте, внедрив на ней передовые английские методы земледелия и скотоводства. Эти методы уже распространились среди маори к тому времени, как сюда хлынул поток европейских поселенцев, спонсируемых Лондонской компанией колонизации Новой Зеландии. К 1843 году в Новой Зеландии проживало 11500 европейцев, большинство из которых обосновались на лесистом Северном острове. Поселенцы продвигались вглубь страны, вырубая деревья и расчищая землю под интенсивное земледелие в европейском стиле. Для культуры маори это имело катастрофические последствия. С 1860 по 1875 год, когда более 4 млн. га земель маори перешло в собственность поселенцев, тысячи гектаров леса и лесных угодий пали под топорами фермеров.
 
Новая Зеландия была не единственной пострадавшей территорией. В середине XIX века десятки тысяч охочих до земли фермеров иммигрировали в Австралию, Северную Америку, Южную Африку и другие регионы. 
 
Они валили миллионы деревьев, расчищая землю под сельскохозяйственные угодья и направляя древесину и топливо на расширение городов и распространение промышленной революции. Долгосрочные экологические последствия этого для планеты были весьма серьезны.
 
Растущий лес содержит до 30 тысяч тонн углерода на квадратный километр в деревьях и еще больше – в подлеске. Когда деревья валят, бóльшая часть этого углерода попадает в атмосферу. Необработанные луговые почвы содержат до 5000 тонн органических веществ на квадратный километр, половина из которых утрачивается в течение шести месяцев после возделывания. По некоторым оценкам, за 20 лет активного освоения новых земель с 1850 по 1870 год уровень углекислого газа в атмосфере повысился примерно на 10% – даже с учетом его частичного поглощения Мировым океаном. 
 
Содержание изотопов в древесных кольцах калифорнийских остистых сосен свидетельствует об увеличении доли углекислого газа именно в эти годы, когда выбросы от сжигания ископаемого топлива были еще относительно невелики.
 
Это изменение, возможно, стало одним из тех механизмов, которые примерно в 1850 году положили конец малому ледниковому периоду и постепенно повышали глобальную температуру во второй половине XIX века. Расчистка новых земель под сельское хозяйство, сопровождавшаяся масштабной миграцией, строительством железных дорог и развитием океанского парового судоходства, была первым антропогенным фактором, который действительно изменил мировой климат. Вторым таким фактором стало активное использование угля, который в то время уже вызывал значительное загрязнение воздуха в крупных городах.
 
* * *
 
«В предпоследнюю неделю ноября 1895 года на Лондон спустился такой густой желтый туман, что с понедельника до четверга из окон нашей квартиры на Бейкер-стрит невозможно было различить силуэты зданий на противоположной стороне». Так в рассказе Артура Конана Дойля состояние воздуха вынуждает Шерлока Холмса нетерпеливо расхаживать по дому, досадуя на бездействие и наблюдая «непроглядную бурую мглу, маслянистыми каплями оседающую на стеклах». В Лондоне времен великого сыщика удушливые густые туманы исходили из фабричных труб и миллионов угольных очагов, выбрасывавших дым в неподвижный холодный воздух. Я помню день в начале 1960-х, когда невозможно было разглядеть перед собой собственную вытянутую руку и все носили маски, чтобы защитить свои легкие. С появлением бездымного топлива эти густые туманы, похожие на гороховый суп, ушли наконец в историю.
 
К XVI веку площади лесов в Англии резко сократились из-за роста сельского населения и огромного спроса на строительные материалы и дрова. Лондонцы же использовали уголь и задыхались в клубах дыма, висевшего над улицами и частыми крышами. В морозные январские дни 1684 года писатель Джон Ивлин жаловался в дневнике на «грязно-бурый дым от угля», который наполнял легкие лондонцев «грубыми частицами». Еще король Карл II раздумывал над способами уменьшить лондонский смог, который позднее, в ходе промышленной революции, усилился с появлением угольных паровых двигателей, железных дорог и фабрик. На картинах лондонских художников можно увидеть, каким загрязненным был воздух в XIX веке. Парусные корабли, буксиры и грузовые суда следуют по волнам Темзы в желтоватой или розовато-серой дымке; закаты над собором Святого Павла отсвечивают бледно-красными оттенками, которых нет на картинах более ранних веков. 
 
Глобальные температурные аномалии после 1860 года
 
Глобальные температурные аномалии после 1860 года. Обратите внимание на выраженную тенденцию к потеплению, которая усиливается с 1970-х годов.
 
Из-за промышленного и бытового сжигания угля задыхались люди, а в атмосферу выделялось огромное количество углекислого газа. В начале XX века, с началом массового производства автомобилей и с переходом от угля к нефти и газу, его стало выделяться еще больше. Антарктические и гренландские ледяные керны содержат пузырьки воздуха, возникшие задолго до промышленной революции, которые показывают, что уровень углекислого газа в атмосфере резко возрос после 1850 года. Концентрация других парниковых газов, например метана, повысилась примерно в то же время, поскольку население на планете росло и использовало все более интенсивные методы земледелия и скотоводства. Конечно, последовательное и неумолимое повышение глобальных температур в течение последних 150 лет нельзя считать случайностью.
 
* * *
 
Первая половина XX века не казалась необычной по меркам малого ледникового периода. Поначалу потепление примерно соответствовало тому, что наблюдалось с конца XVII века до 1730-х. Но в XVIII веке потепление завершилось суровой зимой 1739/40 года, а непредсказуемые климатические сдвиги продолжались в течение следующих 175 лет без каких-либо выраженных долгосрочных тенденций (за исключением циклов похолодания, вызванных вулканической активностью). Европейцы также наслаждались двадцатилетним периодом потепления в 1820–1830-х. Но ничто из этого не сравнится с устойчивым потеплением, которое началось в конце XIX века и продолжается с одним коротким перерывом по сей день.
 
В период с 1900 по 1939 год отмечались частые западные ветры и мягкие зимы, характерные для высокого индекса САО. Сильный градиент между высоким давлением над Азорскими островами и низким над Исландией поддерживал западные ветры. Температура воздуха на планете достигла пика в начале 1940-х, после десятилетий сильной циркуляции атмосферы. На границе с Арктикой, в Исландии и на Шпицбергене, потепление было еще более выраженным, чем в Европе. Площадь паковых льдов на севере сократилась на 10–20%. На северных горах поднялись границы снегов. Корабли теперь могли плавать к Шпицбергену более семи месяцев в году (до 1920-го это было возможно только три месяца в году). Распределение и колебания уровня осадков также изменились на большей части земного шара. В Северной и Западной Европе осадки стали обильнее – вспомним, как в 1916 году увязали в грязи войска Первой мировой. Мой отец, воевавший на Западном фронте, жаловался в дневнике: «Постоянные дожди, серое небо и грязь повсюду. Мы тонем в ней по колено, в этой мерзкой жиже, от которой гниют ноги. Никто не начинает бой ни с той, ни с другой стороны, мы просто тихо страдаем от сырости».
 
 
Осадки усилились в 1920-х и 1930-х, когда субполярные циклоны укрупнялись и несли воздух все глубже в Арктику. С потеплением в Западной Европе продолжительность периода вегетации увеличилась на целых две недели по сравнению с серединой XIX века; теперь весенние заморозки заканчивались раньше, а осенние заморозки начинались позже. После 1925 года альпийские ледники исчезли из долин и остались лишь высоко в горах. Сильные западные ветры с Тихого океана растянули засушливую ветровую тень Скалистых гор далеко на восток, что вызвало катастрофические пыльные бури в Оклахоме в 1930-х. Изменения в циркуляции атмосферы принесли устойчивые муссоны в Индию. За 36 лет, с 1925 по 1960 год, муссоны ослабевали лишь дважды – ничтожно редко по сравнению с их катастрофическим отсутствием в конце XIX века, когда миллионы индийских крестьян погибли от голода.
 
К 1940-м ученые заговорили об устойчивом потеплении, которое стало выходить за рамки привычных климатических колебаний. Поначалу внимание было приковано к самому явному признаку глобального потепления – отступлению арктических морских льдов. Что произойдет, если к концу ХХ века паковые льды полностью исчезнут? Станет ли возможно выращивать пищу еще дальше на севере и осваивать арктические земли, которые не возделывались даже в период средневекового климатического оптимума? В те годы у климатологов было мало исследовательских инструментов, которые позволили бы им делать надежные выводы. Еще не началась эра компьютерного моделирования, спутников и систем глобального слежения за погодой. Их исследованиям мешали постоянные колебания в осадках и температурах, за которыми трудно было разглядеть долгосрочные тенденции, а также отсутствие структурированных метеорологических данных за долгий период времени.
 
Пока климатологи размышляли о полувековом или даже более длительном потеплении, изменения в циркуляции атмосферы в 1950-х привели к снижению средней мировой температуры примерно до уровня 1900–1920 годов. Это похолодание продолжалось дольше, чем любой другой нисходящий тренд с 1739–1770 годов. САО вошла в отрицательную фазу, а западные ветры ослабли и сместились на юг. Зимние месяцы в Западной Европе стали холоднее и, как правило, суше. Зима 1962/63 года в Англии была самой холодной начиная с 1740 года. Я помню, как проехал несколько километров на коньках по реке Кам близ Кембриджа, а за несколько дней до этого плавал по ней в лодке, и вода была такой холодной, что брызги замерзали на наших веслах. Зимой 1965/66 года Балтийское море было полностью сковано льдом. В 1968 году морские льды окружили Исландию – впервые с исключительно холодной зимы 1888 года. Последствия изменений атмосферной циркуляции ощущались и в других местах. С 1968 по 1973 год продолжительная засуха в Сахеле на юге Сахары унесла жизни тысяч людей и уничтожила поголовье крупного рогатого скота. Зима 1971/72 года в Восточной Европе и Турции была самой холодной за 200 лет. Замерзла даже река Тигр – единственный раз за столетие. Рекордно низкие зимние температуры 1977 года на Среднем Западе и на востоке США убедили многих людей в неизбежности нового ледникового периода. Журнал «Тайм» опубликовал статью о повторяющихся циклах ледниковых периодов. Холода снова вошли в моду.
 
Затем индекс САО внезапно взлетел до максимума. Потепление возобновилось и, казалось, ускорилось. Зимой 1973/74 года Балтийское море было практически свободно ото льда. Англия наслаждалась самым теплым летом с 1834 года. Летом 1975/76 года рекордная жара иссушила Англию, Данию и Нижние Земли. Отмечалось все больше экстремальных погодных явлений, больше ураганов и засух; глобальный климат стал заметно отличаться от того, что наблюдалось столетием (или даже десятилетием) раньше.
 
В то время лишь небольшая горстка ученых активно изучала долгосрочные климатические изменения. Их исследования не привлекали особого внимания до июня 1988 года, когда на Среднем Западе и востоке США на два месяца установилась иссушающая жара. За несколько недель рекордных температур значительные участки реки Миссисипи превратились в мелководные ручьи. Баржи садились на мель и неделями не могли сдвинуться с илистых банок. По меньшей мере половина посевов ячменя, овса и пшеницы на севере Великих равнин была уничтожена. Засуха вызвала разрушительные лесные пожары на площади более 2,5 млн. га на западе страны, в том числе на большей части Йеллоустонского национального парка. Засушливый период был связан с довольно обычным метеорологическим явлением – блокирующим антициклоном, который удерживал жару над Средним Западом и востоком. Но всего одного слушания в Сенате, на котором все изнемогали от жары, было достаточно, чтобы глобальное потепление из малоизвестной научной проблемы превратилось в вопрос государственной политики.
 
Климатолог Джеймс Хансен выступил на слушаниях сенатского комитета по энергетическим и природным ресурсам 23 июня 1988 года – в тот день, когда температура в Вашингтоне достигла невероятной отметки в +38°C. Изнуряющая жара была подходящим фоном для заслушивания поразительных фактов о климате. У Хансена на руках были впечатляющие данные 2000 метеорологических станций со всего мира, которые свидетельствовали не только о столетней тенденции к потеплению, но и о резком возобновлении этого тренда с начала 1970-х. Четыре самых теплых года за последние 130 лет пришлись на 1980-е. В первые пять месяцев 1988 года были побиты температурные рекорды. Хансен категорически заявил, что наша планета постоянно нагревается из-за повсеместного использования ископаемого топлива. Кроме того, можно ожидать гораздо более частых волн жаркой погоды, засух и других экстремальных климатических явлений. Его прогнозы в одночасье вывели глобальное потепление на первые строки публичной повестки.
 
* * *
 
Мы живем на планете с благоприятными условиями: нас защищает атмосфера, которая способна поглощать тепло (это и есть так называемый парниковый эффект). Солнечная энергия нагревает поверхность Земли и тем самым влияет на мировой климат. Земля, в свою очередь, излучает энергию обратно в космос. Подобно стеклянным стенкам теплицы, атмосферные газы, такие как водяной пар и углекислый газ, улавливают часть этого тепла и перенаправляют его вниз. Без этого естественного парникового эффекта средняя температура на Земле была бы около –18°C вместо нынешних комфортных +14°C. Но сегодня этот эффект уже нельзя назвать абсолютно естественным. С начала промышленной революции концентрация углекислого газа в атмосфере возросла почти на 30%, концентрация метана – более чем в 2 раза, а закиси азота – примерно на 15%. Из-за всего этого атмосфера стала удерживать больше тепла.
 
Еще одним следствием производственной деятельности человека стало разрушение озонового слоя. Атмосфера нашей планеты состоит из нескольких слоев: тропосфера заканчивается на высоте около 10 км над землей, стратосфера располагается на высоте от 10 до 50 км. Основной авиатрафик приходится на нижнюю часть стратосферы. А бóльшая часть атмосферного озона концентрируется в стратосфере на высоте примерно 15–50 км. Там озон поглощает часть солнечной радиации, препятствуя ее попаданию на поверхность Земли. Что важнее всего, он поглощает ультрафиолетовое излучение, которое наносит вред некоторым зерновым культурам, отдельным видам морской флоры и фауны, а также вызывает рак кожи и другие заболевания у людей. Молекулы озона постоянно образуются и разрушаются в стратосфере, но общий уровень озона остается относительно стабильным и не меняется десятилетиями. За последние полвека интенсивное использование хлорфторуглеродов в качестве хладагентов и в прочих целях нанесло ущерб защитному озоновому слою, что привело к образованию знаменитой озоновой дыры над Антарктидой и падению уровня озона в пределах 10% во многих частях мира.
 
Средние мировые температуры поверхности с 1860 года повысились на 0,4–0,8°C, а с 1900 года – примерно на 0,2–0,3°C (в отдельных регионах). Если сохранятся нынешние уровни выбросов, то к 2100 году концентрация углекислого газа может оказаться на 30–150% выше, чем сегодня. По некоторым оценкам, температура в разных частях мира может повыситься на 1,6–5,0°C, что станет беспрецедентным ростом за все время после ледникового периода. Это приведет к серьезным изменениям в окружающей среде: сократится площадь паковых льдов и снежного покрова в Арктике и Северном полушарии, а уровень океана повысится более чем на 10–25 см (тем самым побив рекорд прошлого столетия, когда был достигнут наибольший уровень за последние 6000 лет). Многие прибрежные страны, такие как Багамы и некоторые островные государства Тихого океана, окажутся под угрозой затопления. Вероятно, участятся жестокие штормы и экстремальные погодные явления, а также сильные засухи, например, в Тропической Африке. Многие из этих экологических изменений могут повлечь разрушительные политические и социальные последствия.
 
* * *
 
С момента выступления Хансена перед сенатским комитетом в 1988 году температуры уже достигли максимальных значений по меньшей мере с 1400 года, и никаких признаков грядущего похолодания не наблюдается. Стопятидесятилетнее потепление стало самым продолжительным за последнюю тысячу лет. Прежние температурные рекорды падали один за другим. Период с января по сентябрь 1998 года был вторым самым теплым периодом в истории Северной Америки (более высокие температуры отмечались только в 1934 году). Сентябрь 1998 года во всем мире стал самым теплым сентябрем более чем за столетие: средняя температура оказалась на 0,6°C выше долгосрочного среднего значения за 1880–1997 годы. Весной и летом того года на большей части американского Юга установилась невыносимая жара. Город Дель-Рио в Техасе пережил рекордные 69 дней при температуре воздуха выше 38°C.
 
Не менее 67% всех зим начиная с 1980 года были теплее, чем в среднем за длительный период. Зима 1999/2000 года была самой теплой в США за 105 лет регистрации метеоданных – отрыв от предыдущего рекорда, установленного зимой 1998/99 года, составил 0,3°C. Европа также пережила ряд необычайно мягких зим. В целом в Северном полушарии зимние температуры над океаном и сушей стали шестыми из самых высоких за всю историю наблюдений, лишь немного уступив рекордным показателям двух зим – 1997/98 и 1998/99 годов. Летние температуры теперь соответствуют средним значениям периода средневекового климатического оптимума. В глобальном масштабе с 1950-х минимальные температуры растут примерно в 2 раза быстрее максимальных, а на большей части Северного полушария увеличилась продолжительность безморозных сезонов.
 
Можно ли считать рекордные температуры 1990-х лишь частью бесконечных чередований прохладного и теплого климата, которые продолжаются с конца ледникового периода? Или же они хотя бы отчасти обусловлены непреднамеренным вмешательством человека в глобальную климатическую систему? На первый взгляд, рост температур за последнее десятилетие подтверждает прогнозы Джеймса Хансена. Но у компьютерных моделей есть свои недостатки. Долгосрочное климатическое прогнозирование требует невероятно сложных моделей, основанных на максимально полных данных из всех уголков мира. Хотя эти модели год от года совершенствуются, они полностью зависят от технологий и программного обеспечения, благодаря которым работают, и от данных, которые в них загружаются. Очевидно, что это лишь статистические оценки, основанные на географически неполной информации.
 
И все же эти модели указывают на некоторые тревожные тенденции. Например, нынешний высокий индекс САО держится уже на несколько десятилетий дольше, чем обычно, и вызвал значительно более теплые зимы в близлежащих регионах Северного полушария. Численные модели климатической системы показывают, что стабильность САО с 1960-х по начало 1990-х находится за пределами диапазона нормальной вариации. Значит ли это, что недавние изменения температуры – следствие накопления парниковых газов антропогенного происхождения? Статистические шансы на это входят в 90-й процентиль, но в ближайшие три десятилетия у нас не появится никаких данных, которые приблизили бы нас к окончательному ответу на этот вопрос.
 
Наше неведение относительно того, насколько нынешнее изменение климата обусловлено естественными причинами, отчасти связано с недостаточными знаниями о Солнце. Солнце всегда играло большую роль в глобальных климатических процессах, но степень его влияния на них до сих пор остается загадкой – соответствующие исследования только начались. Гелиосейсмограф, входящий в состав орбитальной обсерватории SOHO, которая расположена в космосе на расстоянии 1,6 млн. км от Земли, посылает к Солнцу звуковые волны, которые отражаются от его внутренних слоев. Это позволяет вести высококачественные наблюдения без помех, вызванных атмосферным «шумом». Так было выявлено два параллельных слоя газа на глубине около 225 000 км под поверхностью Солнца. Эти слои синхронно активизируются и затихают, следуя регулярным циклам продолжительностью 12–16 месяцев. Такая «переходная зона» расположена там, где беспокойный внешний слой Солнца граничит с более стабильным внутренним излучающим ядром. Она может быть источником мощных магнитных полей, которые вызывают протуберанцы и солнечные ветры, а также одиннадцатилетние циклы солнечных пятен. Влияние этих циклов на мировой климат до сих пор неизвестно.
 
Возможно, свою роль играет и другое солнечное явление. Группа астрономов и климатологов изучала корональные дыры – области во внешних слоях атмосферы Солнца, через которые потоки заряженных частиц устремляются в космос, достигая всех уголков Солнечной системы. Ученые пришли к выводу, что активность такого солнечного ветра напрямую влияет на климатические изменения на Земле: заряженные частицы, попадающие в атмосферу Земли, меняют свойства облаков и уровень глобального облачного покрытия. Когда на поверхности Солнца образуется множество корональных дыр, усилившийся солнечный ветер вызывает повышенную облачность на Земле, и средняя температура воздуха падает. Насколько значимо влияние этого процесса, пока также неизвестно.
 
Уровень солнечной радиации постоянно колеблется, поэтому она тоже могла стать причиной изменения климата и фактором нынешнего потепления. За последние 20 лет космические замеры солнечной радиации – первые точные данные об этих колебаниях – позволили выявить одиннадцатилетние циклы, соответствующие одиннадцатилетним циклам солнечных пятен. Интенсивность солнечной радиации повышается в периоды более высокой активности солнечных пятен. Косвенные данные годичных колец деревьев и ледяных кернов указывают на существование таких циклов и длительных колебаний и в более ранние века. Мы знаем, что солнечная активность повышалась в XII и XIII веках, в разгар средневекового климатического оптимума. Нынешний уровень солнечной радиации выше, чем в периоды необычайно низкой активности солнечных пятен, такие как минимум Шпёрера (1425–1575), минимум Маундера (1645–1715) и минимум Дальтона (1790–1820). Солнечная активность неуклонно возрастала в первой половине XX века, но после 1950 года почти не менялась (не считая обычных одиннадцатилетних циклов). Согласно компьютерной модели, с 1600 года по настоящее время температура земной поверхности выросла в результате известных колебаний солнечной радиации всего на 0,45°C. Менее 0,25°C из них можно отнести к периоду с 1900 по 1990 год, когда температура повысилась на 0,6°C. Изменениями в солнечной радиации, по-видимому, объясняется менее половины роста температур в XX веке.
 
В настоящее время солнечная активность высока по сравнению с рекордным значением за последние 8000 лет, а значит, в будущем солнечная радиация будет влиять на мировой климат гораздо меньше, чем парниковые газы. Даже во время минимумов солнечных пятен снижение солнечной светимости, вероятно, объясняло похолодание не более чем на 0,5°C. Солнечная радиация достаточно сильна, чтобы влиять на глобальное потепление, но не чтобы всецело его определять.
Даже если Солнце действительно сильно влияет на изменение земного климата, парниковые газы антропогенного происхождения, которых практически не было в течение малого ледникового периода, почти наверняка стали главными факторами нынешнего устойчивого потепления. Здравый смысл подсказывает, что мы стоим на пороге совершенно новой эры климатических изменений.
 
Какую форму обретут эти изменения? Одна из концепций, популярная среди энергетических компаний, предполагает безмятежно-равнодушное отношение к глобальному потеплению: при постепенном изменении климата установятся более благоприятные температуры, уровень океана немного повысится, будут возникать некоторые экстремальные погодные явления, но через несколько столетий установится равномерный и теплый климатический режим. Площадь ледников сократится, зимы станут более мягкими, а погода в целом – более предсказуемой, во многом как во времена динозавров. Человечество легко привыкнет к новым условиям точно так же, как оно приспособилось к более экстремальным изменениям в древние времена.
 
История показывает, что это иллюзия. Климатические сдвиги почти всегда происходят внезапно: климат меняется за несколько десятилетий (или даже лет) совершенно непредсказуемым образом. Климат малого ледникового периода менялся особенно быстро. За десятилетиями относительно стабильных условий следовало резкое похолодание, как в конце XVII века, зимой 1740/41 года или даже в 1960-х. История таких внезапных изменений прослеживается вплоть до ледникового периода (15 тысяч лет назад) и даже, возможно, до начала геологического времени. Учитывая это, было бы опрометчиво предполагать, что резкие изменения климата чудесным образом сменятся равномерной тенденцией к потеплению. Более вероятным представляется обратное. Судя по всему, во времена динозавров кратковременные климатические сдвиги были столь же непредсказуемы, как и изменения последних 10 тысяч лет, – хотя бы по той причине, что вулканическая активность была тогда не меньше, чем в наши дни. События малого ледникового периода напоминают нам о том, что изменения климата неизбежны, непредсказуемы и иногда губительны. Будущее сулит столь же резкие перемены в локальном и глобальном масштабе. Если нынешняя необычайно долгая положительная фаза САО действительно вызвана антропогенными факторами, то нам стоит ожидать, что глобальное потепление усугубит естественные климатические процессы на самых разных уровнях. Некоторые из возможных изменений опасны для перенаселенного и индустриализованного мира.
 
У этих опасений есть богатая историческая почва. Одиннадцать тысяч лет назад, задолго до промышленной революции, человечество пережило резкое изменение климата, которое стало для него настоящим шоком. После примерно трех тысячелетий глобального потепления, повышения уровня океана и таяния ледяных щитов в конце ледникового периода массивный приток воды от тающих ледников в Арктике перекрыл нисходящий поток, который нес соленую воду вглубь океана. Теплая «конвейерная лента», поддерживавшая естественное глобальное потепление на севере, внезапно остановилась. Само потепление прекратилось, вероятно, на несколько поколений, и Европа на тысячу лет погрузилась в холода. Ледники наступали, вытесняя леса с севера, а паковые льды значительную часть года продвигались далеко на юг. Зоны выпадения осадков изменились, в Юго-Западной Азии установились сильные засухи, из-за чего многие племена каменного века перешли от собирательства к земледелию. Поздний дриас – тысячелетний этап последнего оледенения, названный в честь полярного цветка дриады, – закончился так же внезапно, как и начался: переключатель опускания поверхностной воды включился снова и потепление возобновилось.
 
Европу времен позднего дриаса населяли небольшие группы охотников-собирателей, которые были достаточно мобильны, чтобы адаптироваться к быстро меняющимся природным условиям. Что произошло бы сегодня, если бы опускание теплых вод в Северной Атлантике замедлилось или прекратилось, и Европу сковал бы леденящий холод? Антропогенное глобальное потепление легко может запустить этот процесс. Модели циркуляции океана указывают на то, что даже незначительное увеличение притока талой воды в Арктике может перекрыть нисходящий поток в Северной Атлантике. Слой пресной талой воды окажется поверх плотного соленого Гольфстрима, как это было 11 тысяч лет назад, и тем самым образует временную «крышку», которая помешает охлаждению и опусканию вод Гольфстрима. Вскоре после этого может образоваться шапка из морского льда, которая не позволит Гольфстриму возобновить движение, и тогда в Европе установятся сильные морозы. Никто не может предсказать, как долго продлится такое похолодание. Возможно, в необычно теплые летние месяцы морской лед растает, освободив Гольфстрим, опускание воды возобновится и восстановится мягкий климат. Или же из-за испарения воды в тропической части Атлантики вдали от ледяных щитов накопится такое количество соленой воды, что ее опускание начнется на периферии покрытой льдом области, вдали от обычных мест, и это вновь вызовет быстрое потепление европейского климата.
 
Последствия нового этапа, подобного позднему дриасу, для промышленного сельского хозяйства вообразить довольно сложно, но возможно. Вероятность его наступления мала, однако европейские планирующие организации все же учитывают ее в долгосрочных сценариях климатического будущего.
 
* * *
 
Спрогнозировать климатическое будущее в краткосрочной перспективе относительно нетрудно. Если потепление продолжится в соответствии с нынешней динамикой, то периоды вегетации в Европе станут продолжительнее, в Центральной Англии вновь появятся виноградники, а ближе к Полярному кругу возобновится сельское хозяйство. Северная Европа и бо́льшая часть Северной Америки выиграют от потепления, но Южная Европа, значительная часть Тропической Африки, а также Центральная и Южная Америка будут чаще страдать от сильного зноя и дефицита воды, а сельскохозяйственный потенциал этих регионов снизится. Могут вспыхнуть конфликты вокруг прав на воду – в таких странах, как Египет, которые зависят от воды из рек, пересекающих национальные границы. Люди будут приспосабливаться, как и всегда, но в сухих тропических регионах, где по меньшей мере 400 миллионов человек живут в тяжелых условиях перенаселения, адаптация станет особенно трудной.
 
А что произойдет в долгосрочной перспективе, если глобальное потепление ускорится? Запасов ископаемого топлива на планете достаточно, чтобы обеспечить постоянный рост уровня углекислого газа в атмосфере в течение всего XXI века. Если этот рост будет продолжаться бесконтрольно, климатические изменения на Земле, вероятно, станут весьма серьезными и крайне непредсказуемыми. Но многое ученым еще только предстоит выяснить. Недавно Джеймс Хансен и его коллеги утверждали, что быстрое потепление в последние десятилетия вызвано главным образом газами, не содержащими CO2, такими как хлорфторуглероды. Аэрозоли и углекислый газ от сжигания ископаемого топлива оказывают как положительное, так и отрицательное воздействие на климат, как правило, нейтрализуя друг друга. Хансен с коллегами отмечает, что темпы роста концентрации газов, не содержащих CO2, за последнее десятилетие снизились, и их можно сократить еще больше. Это наряду с уменьшением выбросов сажи и CO2 может привести к снижению темпов глобального потепления. Для подтверждения этой гипотезы требуется больше исследований.
 
Оптимисты считают, что мы легко адаптируемся. Мы, люди, обладаем поразительной способностью приспосабливаться на местном уровне к меняющимся природным условиям – вспомним аграрную революцию во Фландрии, в исторических Нидерландах, а затем в Англии в XVI и XVIII веках, когда капризы погоды были совершенно непредсказуемы.
Однако оптимизм меркнет перед лицом демографической реальности. Сегодня Землю населяет шесть миллиардов человек, из которых сотни миллионов все еще живут от урожая к урожаю, от сезона дождей к сезону дождей – точно так же, как когда-то жили многие европейские крестьяне. Жителям Европы и Северной Америки, где развито промышленное сельское хозяйство и инфраструктура для перевозки продуктов на большие расстояния, голод кажется чем-то очень далеким. Но фермеры, ведущие натуральное хозяйство на других континентах, все еще сталкиваются с постоянной угрозой голода. Пока я пишу эти строки, более 2 миллионов скотоводов в Северо-Восточной Африке голодают из-за сильной засухи. Такие цифры трудно осмыслить жителям процветающего Запада. Но их будет еще сложнее осознать, если глобальные температуры поднимутся намного выше нынешнего уровня, моря затопят густонаселенные прибрежные равнины и вынудят миллионы людей переселиться вглубь страны, или же еще более сильные засухи придут в Сахель и другие безводные регионы мира. В книге я избегал описаний войн. Было бы упрощением считать, что войны или другие серьезные политические события были вызваны климатическими изменениями, однако не стоит думать, что голод и массовые миграции бедного населения не повлекут беспорядки и гражданское неповиновение. Мы можем только гадать о возможном числе жертв в эпоху, когда климатические сдвиги могут быть более резкими, экстремальными и совершенно непредсказуемыми из-за воздействия человека на атмосферу. Великая французская революция и Великий голод в Ирландии покажутся на этом фоне малозначительными событиями.
 
Даже если нынешнее потепление обусловлено исключительно естественными причинами, в будущем парниковый эффект может усилиться из-за использования человечеством ископаемого топлива. Было бы опрометчиво игнорировать даже теоретические сценарии, поскольку мы движемся по неизведанным климатическим водам – и по ним же придется плыть нашим потомкам. В этом смысле мы ничем не отличаемся от средневековых фермеров или крестьян XVIII века, которые принимали погоду такой, какой она была. Сегодня мы можем прогнозировать погоду и моделировать климатические изменения, но в глобальном масштабе мы все так же уязвимы к капризам природы, как и те, кто пережил голод 1315 года или великие штормы времен Непобедимой армады, – просто потому, что нас стало очень много, и мы тесно связаны экологическими, экономическими и политическими узами. К счастью, теперь у нас появляются научные данные, которые во всей полноте показывают потенциальную угрозу. Мы также знаем, что должно быть сделано, и у нас есть немало инструментов, чтобы приступить к изменениям. Но для принятия мер по сокращению выбросов парниковых газов и минимизации последствий природных катаклизмов растущему мировому сообществу потребуются альтруизм и желание работать на благо всего мира, а не отдельных стран, с заботой о наших внуках и правнуках, а не о мелкой сиюминутной выгоде. Политические конфликты, эгоистичные национальные интересы и активное лобби международного бизнеса до сих пор препятствуют достижению соглашения о нашем общем будущем.
 
Более ста лет назад биолог Томас Гексли призывал нас «склонить голову перед фактами». Сегодня факты смотрят нам в лицо, но мы не проявляем должного смирения. Как недавно заметил британский дипломат сэр Криспин Тикелл, «в целом мы знаем, что делать, но нам не хватает на это воли». Перипетии малого ледникового периода вновь и вновь напоминают нам о нашей уязвимости. В новую климатическую эпоху было бы разумно извлечь уроки из прошлого.
 

«Попытка понять Вселенную – одна из очень немногих вещей, которые чуть приподнимают человеческую жизнь над уровнем фарса и придают ей черты высокой трагедии»

Стивен Вайнберг

Научный подход на Google Play

Файлы

Побег из тьмы. Рассказ бывшего священника

Вероятностный мир

Строение и эволюция Вселенной

Невидимый мир вирусов