Какова доля антропогенного фактора в этом красивом кругообороте?

– Человечество ежегодно сжигает свыше 10 миллиардов тонн условного топлива и выбрасывает в атмосферу порядка 20–30 миллиардов тонн диоксида углерода. Это может приводить к дисбалансу углекислого газа в системе «атмосфера – океан». Может ли этот дисбаланс стать важным параметром влияния на изменения климата? Спор, по существу, идет вокруг этих цифр.

Более важный вопрос. В океане содержится в 50 раз больше углекислого газа, чем на суше, это означает, что небольшие колебания в его «дыхании» могут драматически менять ситуацию. Как уже я отмечал, тепло- и массообмен океана и атмосферы изменчивы во времени и пространстве. В средних и субполярных широтах океан в основном «изымает» углекислый газ из атмосферы, в тропических – «возвращает». Отсюда возникает другая практическая проблема, которая не учитывается в глобальных исследованиях, а именно: изменение климата происходит в различных регионах по-разному – нередко в противоположных направлениях. Мы в этом убедились, когда на ученом совете Института океанографии РАН специально обсуждали этот вопрос с приглашением ведущих климатологов из Уральского региона и Киргизии.

Недавно я получил конфиденциальную информацию из Международной академии мусульманских государств, объединяющих ученых из 35 государств, где члены академии выражают крайнее недовольство состоянием изучения изменения климата в крупнейших регионах планеты. Ученые разрабатывают проект создания собственного регионального центра по изучению изменения климата, причем они намерены пригласить 200–250 ведущих климатологов.

Стоит задуматься, ведь речь идет о регионе с населением порядка полутора миллиардов человек, в составе которого – нефтяные короли ОПЕК и арабского мира. Как реагирует Мировой океан на потепление климата?

– По данным исследований последних 50 лет, океанские воды монотонно прогреваются. Происходит очень незначительное повышение уровня Мирового океана – порядка 2–3 миллиметров в год, главным образом за счет таяния льдов и теплового расширения воды. Это тревожит прежде всего островные государства, находящиеся на уровне 1, 5–2 метров над уровнем моря.

В этой связи хочу заметить, что по историческим масштабам совсем недавно – примерно 25 тысяч лет тому назад – уровень океана был на 120 метров ниже, чем сегодня. После этого в течение 15 тысяч лет он поднимался со скоростью 8–10 миллиметров в год – без какого-либо участия антропогенного фактора, только за счет природных сил. И для живущих тогда людей это не имело большого значения, поскольку они не строили крупных сооружений на побережьях. Нынешняя скорость подъема в целом небольшая, тем не менее в конце нынешнего века может создать серьезные проблемы для многих современных государств.

– В этом году резкой критике подверглась деятельность межправительственной организации ООН ICPP (кстати, Нобелевского лауреата истекшего года), занимающейся в последнее десятилетие математическим моделированием климатических процессов. Каково ваше отношение к деятельности этой организации?

Уходящий под воду в результате глобального потепления мир – это пока еще только инсталляция.
Фото Reuters

– Математическое моделирование климатических процессов, о котором вы говорите, основано на трехмерных дифференциальных уравнениях Рейнольдса. Эти уравнения решаются для океана и атмосферы, имея в виду реальную топографию дна и суши. На межфазных границах (атмосфера–океан, атмосфера–суша) используются эмпирические формулы для теплообмена и трения между воздухом и жидкостью, между воздухом и твердой сушей. Решения ищутся на трехмерной конечно-разностной сетке в объеме океана и атмосферы с помощью численных кодов для суперкомпьютеров. Чем мельче размер ячеек, тем точнее и детальнее решение, но тем мощнее должен быть компьютер. Современные компьютеры позволяют осваивать десятки миллионов ячеек с размерами порядка 10–100 километров по всей поверхности Земли, а по вертикали – до одного километра.

Это была первоначальная задача, согласно расчету которой исследователи пришли к выводу о том, что потепление продолжится и что антропогенный фактор имеет существенное значение. Предварительные выводы: к 2030 году глобальная температура увеличится на один градус; к концу века в зависимости от эмиссии, углекислого газа – на 2–4 градуса. Причем максимальный рост температуры прогнозируется на суше и в высоких широтах. В частности, в Арктике к 2030 году – на 2 градуса, к концу века – на 7, 5 градуса. Эти расчеты совпадают с нашими независимыми прогнозами об увеличении осадков в высоких широтах и их уменьшении в субтропиках.

Но без коренной модернизации математической модели этот путь не позволит получить абсолютно достоверные результаты по ряду причин, о которых я подробно рассказывал в упомянутой статье. В частности, нужны более мощные суперкомпьютеры (в перспективе, возможно, квантовые), способные осваивать миллиарды ячеек, на которых можно будет использовать более детальные сетки с ячейками размером 1–10 километров по горизонтали и 10–100 метров по вертикали, что должно повысить точность расчетов неоднократно.

К тому же расчет на 20–30 лет вперед требует несколько миллионов шагов и слишком много времени. Для преодоления этой проблемы (малые изменения средних величин при большом количестве периодических изменений) я предлагаю использовать метод усреднения Н.Н.Боголюбова с выделением медленных и быстрых переменных.