О прогнозах климата, глобальных изменениях, правде и надувательстве в это сфере рассказывает доктор технических наук, заведующим лабораторией глобальных проблем энергетики Московского энергетического института профессором Владимир Клименко. Беседовали Ольга Лобач и Виталий Лейбин.
- В чем все-таки состоят глобальные погодные и климатические изменения?
- Поскольку я бы предпочел говорить о климате, а не о погоде, то следует напомнить, чем одно отличается от другого. Климат – это погоды, усредненные за определенное количество лет, не меньше десяти. Условная граница между погодными и климатическими изменениями пролегает где-то на уровне одного года. Погода заканчивается примерно на 10 днях, потому что возможности науки в прогнозах погоды границей 10 дней исчерпываются. Это не означает, что мы что-то недостаточно исследовали. Всякое явление имеет пределы предсказуемости, во всяком сложном явлении присутствуют детерминистские и стохастические компоненты. Предсказывать можно только то, что детерминировано, а то, что определяется случайными факторами нельзя.
Решение уравнений, описывающих поведение климатической системы очень сложно, так как приходится иметь дело с системой нелинейных дифференциальных уравнений в частных производствах, причем здесь присутствуют все три геосферы (атмосфера, гидросфера и литосфера). Правильные уравнения мы записать сможем, но мы не сможем выставить к ним корректные граничные условия. Вернее мы можем сделать это сегодня, но ведь через неделю эти граничные условия изменятся. Климатическая система – это пример неустойчивой системы и в математическом и в физическом и в каком угодно смысле. Здесь даже относительно небольшие погрешности во входных данных приводят к очень большим погрешностям в результатах.
При всей ее сложности климатическая система воспроизводит себя в масштабах нескольких лет, нескольких десятков лет, нескольких столетий и даже тысячелетий. Сейчас наукой установлено, что климатической системе присущи свои весьма устойчивые циклы – 100 тысяч лет, 41 тысяча лет, 23 тысячи лет, 2,5 тысячи лет, двести лет, 65, 22, 10–11, 7,5 лет и т.д. В этом нет ничего удивительного. После того, как появилась наука синергетика, стало понятно, что из хаоса по каким-то своим закономерностям могут образовываться устойчивые состояния, и климатические системы являются примером ритмичного образования порядка из хаоса. Если использовать это обстоятельство и не требовать от прогноза чрезмерной точности, то вполне можно получить полезные результаты что, собственно говоря, мы и пытаемся сделать.
В двух словах, что мы хотим сделать и что мы сделали. Понятно, что климатическая информация является базовой для всех областей человеческой деятельности. Безусловно, для сельского хозяйства, а также для транспорта, особенно водного, так как жизненно важна информация о замерзании и об открытии порта. Известно, что в масштабах одного крупного порта дневной простой — это несколько миллионов долларов.
Также климатическая информация очень важна для энергетиков, жилищно-коммунального хозяйства, для строительства, потому что потребность в топливе, площадь остекления, толщина стен и другие параметры выбираются исходя из представлений о среднемесячных и среднегодовых температурах.
Так, например, декабрь 2002 года был самым холодным после декабрей 1940, 1941, 1942, и 1978 года. В декабре 1978 года на Новый год стоял 40-градусный мороз, температура в квартирах не поднималась выше 10°С. Я помню, как все спасались: наливали ванну горячей воды, у кого она была, и все собирались вокруг нее.
Что же сейчас является источником этой информации в России?. Стандартным источником информации являются т.н. СНИПы – строительные нормы и правила, которые, по сути, представляют собой сведения о климате довольно отдаленного прошлого. Еще в середине XIX столетия на первом метеорологическом конгрессе в Вене собрались выдающиеся климатологи того времени и попытались с практической точки зрения определить, что считать климатом. После долгих споров они решили, что в качестве климатических сведений полезно давать сведения за предшествующий данному моменту 30-летний период. Поскольку в России все делается с запозданием, то сейчас используются климатические нормы 1961 – 1990-х годов, которые в условиях быстро меняющегося климата являются абсолютно бесполезными, потому что 1960–70-е гг. – это время т.н. меридиональной эпохи, которой в основном соответствовали жаркие летние сезоны и очень холодные зимы. Сейчас это совершенно не так, поэтому использование данных норм, с современной точки зрения, совершенно не оправдано. Но я повторяю, что это единственный источник информации, используемой в государственном управлении и хозяйстве. Эти сведения представляют самые общие представления о том, что нас ожидает в ближайшие годы.
Мы в состоянии предложить нечто другое. На основе многолетнего опыта работы нашей лаборатории мы достаточно успешно можем предсказывать чередование необычно холодных зим, типа позапрошлой и довольно теплых, как прошлогодняя или зимы 2000, 2001 гг. То же самое относится и к другим сезонам года, но с разной степенью успеха, потому что с точки зрения прогнозирования есть хорошие и плохие месяцы.
- Зиму прогнозировать легче?
- Да, зиму прогнозировать легче. Такие месяцы как сентябрь, май прогнозируются хуже. Не вторгаясь глубоко в научные аспекты, я должен сказать, что те периоды, которые лежат на границе сезонов, прогнозируются хуже, так как природа не знает четкого месячного цикла. В принципе солнечный календарь, который мы используем, не является универсальным — ведь раньше он был другим, да и сейчас более трети земного шара используют другой, лунный календарь. Климат не желает втискиваться в эти жесткие правила, у него свои циклы, и они часто с границами наших месяцев не совпадают. В особенности это проявляется в переходные периоды, например, от весны к лету, как это бывает в мае. В мае может быть и 30 °С жара и снег по 15 дней, как это было в 1999 или 2000 году, когда мы чуть ли не до 20 мая ходили в куртках и шарфах.
- На какой срок вы можете давать прогноз климата?
- Зависит от степени детализации. По большому счету, для глобуса, для земного шара, как это ни странно, я полагаю, мы можем дать совершенно точный прогноз на сто лет и даже больше, причем с невероятной точностью. Чтобы не быть голословным я скажу, что 12 лет назад я отважился написать статью, в которой дал прогноз климатических изменений до 2005 года.
В общем, если говорить о средних 5-летних или 10-летних значениях, то прогноз сбылся с точностью в 0,01 °С, т.е с такой же точностью, с какой мы измеряем среднеглобальную и среднеполушарную температуру. Это не единственный способ проверить прогноз, ведь есть способ т.н. ретропрогноза, когда с помощью моделей можно реконструировать климаты прошлого. Такие эксперименты мы тоже проделывали, поэтому я совершенно уверен, что можно давать прогнозы не только на сто, а на сотни лет вперед.
Есть заказчики, которых в самом деле интересуют прогнозы на тысячи лет вперед. В частности существует важная практическая задача хранения радиоактивных отходов. Естественно надо быть абсолютно уверенным в том, что с местами захоронения этих отходов, а это, как правило шахтные выработки, либо специально подготовленные, либо использовавшиеся ранее в других целях а сейчас приспособленные для хранения, что с этими хранилищами ничего не случится ни в климатическом, ни в экологическом, ни в сейсмическом смысле. У нас эти хранилища находятся в зоне вечной мерзлоты и нужно быть уверенным, что они и останутся в вечной мерзлоте через тысячу лет. Данный пример экзотический, хотя и очень важный.
Прогнозами на год, на десять лет вперед интересуются очень многие.
- Что у нас сейчас с климатом происходит, как он меняется?
- До начала XX века в мире господствовало представление, что климат со временем не меняется. Были жаркие споры на эту тему, но все же доминирующей точкой зрения было то, что климат не изменился ни со времен Древнего Египта, ни со времен Римской империи, ни со времен Средних веков. Но сейчас понятно, что это неверная точка зрения и что климат испытывает значительные колебания.
А что такого необычного произошло именно в XX веке? Земной шар в среднем стал теплее на 0,7–0,8 °С по сравнению с концом XIX века. Можете себе представить, насколько это значительная величина. Ничего подобного в течение двух тысяч лет не наблюдалось. К этому нужно добавить, что потепление произошло в основном после 1970-го года, то есть всего на всего за 35 лет. Хотя и в первой части XX столетия, в 30–40-х годах тоже было потепление, которое особенно проявилось в Арктике, чем было обусловлено бурное освоение Арктики в 30-х годах, так как моря, которые были в течение многих лет недоступны ни для исследователей, ни для зверобоев и торговцев, вдруг неожиданно приоткрылись.
Существует загадка Арктики, до сих пор неразгаданная: несмотря на то, что земной шар сейчас намного теплее, чем в 30–40-х гг., Арктика все еще намного холоднее, чем в 30-х годах и ледовитость морей сейчас более значительная.
Радио и телевидение каждый день говорят о глобальных изменениях климата, причем всегда на уровне сенсации, чтобы потрясти читателей или зрителей какой-то очередной нелепицей, о том, что Великобритания превратится в Сибирь.
- Так что же, потонет ли Голландия ?
- Нет, конечно. Это может писать только человек, который никогда не был в Голландии. Все голландское побережье защищено дамбой, которая способна противостоять подъему уровня Мирового океана на пять метров, а речь сейчас идет о подъеме максимум на несколько десятков сантиметров в течение ХХI в. Они уже давно готовы к этому, ведь еще в XIII веке началось сооружение дамб, так как каждый год их атаковало бурное Северное море. Во время штормов Голландия в течение веков теряла сотни и тысячи человек. Последняя такая катастрофа произошла в 1953 году, когда в одну бурную ночь погибло более 30 тысяч человек. Но к этому моменту голландцы уже 700 лет строили дамбы.
Сейчас климат теплее, чем в любой момент времени за последние 3 тысячи лет. Кроме того, он очень быстро и неожиданно потеплел в течение нескольких десятилетий. Этот процесс продолжается, и по моим представлениям будет продолжаться, по крайней мере, лет двести. И в течение этих двухсот лет климат станет теплее, чем в любой момент времени за последние 250 тысяч лет.
У человечества нет опыта проживания в климатических условиях, которые сформируются в течение ближайших нескольких десятилетий. Это событие, безусловно, эпохального характера. Я считаю (а я все-таки человек достаточно образованный и в географическом и в историческом смысле), что это второе или даже первое в мире по значимости событие. Соперничать с ним может только демографический взрыв, который произошел в начале XX столетия, все остальные глобальные конфликты: мировые, локальные войны, борьба за ресурсы, этнические конфликты – это суть следствия двух основополагающих эпохальных событий, это две причины, других просто нет.
- Правда ли что глобальное потепление есть следствие деятельности человека?
- Утверждения о том, что потепление связано с хозяйственной деятельностью человека имеют под собой очень серьезные основания, но ошибкой является представление о том, что только человек ответственен за то, что происходит.
- Кто же еще?
- Климат на протяжении всего существования нашей планеты испытывал довольно заметные колебания, а это значит, что имеются и мощные естественные факторы.
То есть совпало два фактора: с одной стороны естественные цикличные колебания климата и деятельность человека?
В общем не совсем так. Вы знаете, это очень упрощенное толкование и сразу хотелось бы от него отказаться, потому что любителей поискать цикличность не только в климатических, но и в социальных или других процессах всегда было очень много. Это путь, пройденный многими сотнями, если не тысячами исследователей, но до сих пор есть любители поискать цикличность там, где ее нет. В природе нет никаких строгих циклов, есть очень нечеткие ускользающие ритмы, но нужно уметь их отыскивать, а это уже целая наука, скорее даже искусство, чем наука.
Кроме того, важно понимать причины, по которым это происходит. Современное потепление, сколько не ищи ему аналогов в истории, не отыщешь, потому что только человек смог в течение последних двухсот лет радикально изменить газовый состав атмосферы.
В конце XVIII века, в начале индустриальной революции, содержание углекислого газа в атмосфере составляло 280 объемных частей на миллион, сейчас оно составляет 380. Это совершенно беспрецедентное событие, почти 40% повышение СО2 в атмосфере не отмечалось несколько миллионов лет. Подобные концентрации отмечались в мезозойскую эру, и очень редко в более позднее время. Откуда взялся этот углерод? Богатейшая биосфера мезозойской эры и некоторых более ранних и поздних эпох была депонирована в запасы органического топлива в свое время, это ведь остатки древних биосфер планеты, а сейчас человек выкапывает их и сжигает и, таким образом, возвращает в атмосферу.
- Откуда мы знаем, какой был состав атмосферы в мезозойскую эру?
- В общем, это целая наука и это предмет исследования биологов и геофизиков. Естественно чем дальше мы продвигаемся в прошлое, тем менее надежной становится реконструкция. Но то, что атмосфера содержала гораздо больше углерода, чем даже сейчас, причем в три-четыре, даже десять раз больше чем сейчас, в этом нет никакого сомнения. В противном случае земной шар не смог бы обладать такой развитой биосферой, которую он имел в свое время. Ведь содержание углерода в биоте четко коррелировано с содержанием в атмосфере, откуда органическая жизнь получает углерод. Но это касается состава атмосферы многомиллионной давности. А что касается последних тысяч, десятков и сотен тысяч лет, то здесь данные очень точны. Изучается состав пузырьков воздуха, заключенного в ископаемых старых льдах Гренландии и Антарктиды, которые имеют как раз возраст до полумиллиона лет. И этот лед надежно консервирует, как в консервной банке, воздух многолетней давности.
- Может быть, вернемся к обсуждению нынешних изменений климата. Чем это нам грозит?
- Изменения, которые нас ожидают, но на мой взгляд, далеки от катастрофы. Если понять, что происходит, понять то, что эти изменения неотвратимы, чтобы человек не делал: приняли Киотский протокол, не приняли, будем мы что-то ограничивать или нет. Климат меняется не только в результате антропогенного воздействия, но и в связи с космическими и геофизическими факторами: поведением Солнца, вулканов, океанической, атмосферной циркуляции, положением Юпитера, Сатурна и Луны по отношению к Земле.
