ИСТИНА

Интерес к парниковому эффекту вновь проявился во второй половине ХХ века в связи с его усилением вследствие обогащения атмосферы парниковыми газами в ходе развития мирового хозяйства. Несмотря на то, что парниковый эффект значительное время изучается в науках о Земле, при его определении, сравнительной оценке парниковой эффективности разных газов в наблюдаемом и ожидаемом потеплении, а также при интерпретации фактических данных, все еще остаются вопросы, в которые важно внести ясность. Ниже мы коснемся некоторых из них. В последнем Глоссарии вклада Рабочей группы I (https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/#FullReport , 2021 г., c. AVII-28) в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) дается следующее определение/пояснение понятия «парниковый эффект» (перевод автора): «Эффект инфракрасного излучения всех компонентов атмосферы, поглощающих инфракрасное излучение. Парниковые газы (ПГ), облака и некоторые аэрозоли поглощают земную радиацию, испускаемую поверхностью Земли и разными частями атмосферы. Эти вещества излучают инфракрасное излучение во всех направлениях, но при прочих равных условиях чистое количество излучения, испускаемого в космос, обычно меньше, чем было бы испущено в отсутствие этих поглотителей из-за понижения температуры с высотой в тропосфере и, как следствие, ослабления излучения. Рост концентрации ПГ увеличивает этот эффект; эту разницу иногда называют усиленным парниковым эффектом. Изменение концентрации ПГ из-за антропогенных выбросов способствует мгновенному радиационному воздействию. Температура поверхности Земли и тропосфера нагреваются в ответ на это воздействие, постепенно восстанавливая радиационный баланс в верхних слоях атмосферы». Таким образом, парниковый эффект ассоциируется в этом определении/пояснении с дисбалансом приходящего к Земле и уходящего обратно в космос излучения, который затем компенсируется при восстановлении радиационного равновесия. Однако анализ, проведенный с помощью концептуальной горизонтально-однородной радиационной модели системы ‘атмосфера+земная поверхность’, показал следующее. В состоянии радиационного равновесия (в частности, равенства потоков излучения, приходящего к земной атмосфере и уходящего в космос) восходящий вертикальный поток длинноволнового излучения быстрее возрастает при убывании высоты при обогащении атмосферы парниковыми газами. Следовательно, температура в приповерхностном слое увеличивается. Анализ равновесия в более полной горизонтально-однородной модели показал, что это состояние равновесия асимптотически устойчиво в предположении о гидростатичности. Таким образом, потепление в приповерхностном слое при обогащении атмосферы парниковыми газами проявляется и в состоянии радиационного равновесия, и связывать его именно с переходным процессом (когда наблюдается дисбаланс приходящей и уходящей энергии на верхней границе атмосферы) не следует. Далее, в современных прикладных научных исследованиях для целей сравнительного анализа парниковой эффективности различных парниковых газов и приведения их количеств к единой мере исходя из воздействия на климатическую систему, используются различные метрики (коэффициенты), например, GWP, GTP. Такие коэффициенты вычисляются исходя из радиационного воздействия (RF) или же изменений глобальной температуры в приповерхностном слое в ответ на выброс в атмосферу заданной массы парникового вещества. При этом для заданного периода времени эти коэффициенты считаются универсальными. Однако такие ответные реакции климатической системы формируются нелинейными процессами, порождающими неаддитивность. Это, в частности, означает, что сравнительная парниковая эффективность данного вещества может зависеть от совокупности исходных значений содержания в атмосфере всех рассматриваемых веществ, а также различаться для малых и больших возмущений. В частности, модельные эксперименты для исходного состава атмосферы 1970 г. показали, что для малых возмущений (с использованием реакции радиационно-равновесной температуры Т на малое увеличение содержания газа с в атмосфере, т.е. критерия ΔT/Δc) парниковая эффективность трех ПГ выглядит так: N2O > CH4 > CO2. Однако для больших возмущений, при увеличении содержания газа в атмосфере на порядок, доминирует диоксид углерода: CO2 > CH4 > N2O. Последние десятилетия содержание этих парниковых газов в атмосфере в глобальном масштабе продолжает в целом расти, несмотря на международные усилия по ограничению антропогенных эмиссий. Как показал анализ, для каждого из этих газов долговременные тренды содержания в атмосфере, судя по данным мониторинга глобальной сети станций, координируемой Всемирной метеорологической организацией (ВМО), сходны для подавляющего большинства станций. Более того, для СО2 и СH4 внутригодовая, межмесячная изменчивость на разных станциях обнаруживает большое корреляционное сходство, если учесть сезонные временные сдвиги. Сходство долговременных трендов связано с тем, что все три рассматриваемых газа являются «хорошо перемешиваемыми» (well-mixed) в атмосфере, поскольку время их жизни в атмосфере существенно больше времени перемешивания в ходе атмосферного переноса. Для СО2 и СH4 сходство внутригодовой, межмесячной изменчивости содержания в приповерхностном слое можно объяснить тем, что их мощные стоки в тропосфере активизируются сезонно, что проявляется в соответствующих временных сдвигах. Для N2O таких стоков в тропосфере нет, и существенного корреляционного сходства внутригодовой, межмесячной изменчивости содержания в атмосфере на разных станциях мониторинга также не наблюдается. В заключение коснемся одного «противоречия», которое часто обсуждается в связи с ролью парниковых газов в наблюдаемом потеплении климата. Судя по палеоклиматическим данным и данным станционного мониторинга, при годовом и более долговременном осреднении содержание N2O, CH4 и CO2 в атмосфере Земли монотонно возрастает по крайней мере с 1750 г. (условно - начало индустриальной эры). А средняя глобальная температура в приповерхностном слое, в целом возрастая, демонстрировала и периоды убывания! Однако это мнимое противоречие. Ведь то, что мы наблюдаем, есть суперпозиция, результат наложения процесса парникового потепления на естественные колебания. На тех отрезках времени, где эти процессы одинаково направлены, эффект парникового потепления усиливается. На тех отрезках времени, где они разнонаправлены, эффект парникового потепления может временно ослабляться, компенсироваться и даже подавляться, т.е. будет наблюдаться временное похолодание.