Сказывается так называемый парниковый эффект. Суть его такова. Солнечные лучи, падая на земную поверхность и нагревая ее, отражаются в виде теплового потока (длинноволнового излучения). Абсолютно преобладающие в атмосфере азот и кислород пропускают его, а двуокись углерода и другие «парниковые» газы задерживают, не давая уходить в космическое пространство.
Нечто подобное происходит в парнике: стекло пропускает лучистую солнечную энергию, а отраженную тепловую задерживает. Для атмосферы Земли такой эффект важен: благодаря ему область жизни приспособлена для обитания растений, животных, человека.
Среднее содержание двуокиси углерода в воздухе невелико: 0,035 %. Но этого вполне достаточно для создания глобального парника. Беспокойство вызывает постоянное увеличение его в атмосфере. Считается, что именно поэтому происходит общее потепление, а потому надо уменьшить количество сжигаемого органического топлива.
Однако вопрос о глобальном потеплении не так прост и очевиден. Оно вроде бы действительно происходит. Но трудно судить, как это сказывается в конкретных регионах. О его последствиях высказывают прямо противоположные мнения. Одни полагают, что впереди землян ожидает жуткая жара и быстрое повышение уровня Мирового океана. Другие, напротив, предрекают начало новой ледниковой эпохи. И обе гипотезы имеют научное обоснование.
Во всем этом нам придется разбираться. Тем, кто привык верить авторитетным лицам или организациям, остается только выбрать себе поводыря в лабиринте фактов, идей и мнений. А мы не станем торопиться, стараясь обдумать разные версии.
Аномалии погоды – это нормально
В декабре 2009 года «Независимая газета» опубликовала репортаж Артура Блинова из Англии с подзаголовком: «На Британских островах ныне говорят не столько о погоде, сколько о меняющемся климате». На фотографии – демонстрация англичан. На одном плакате: «Изменение климата: конец близок?» На другом – требование справедливости по проблеме климата.
Трудно сказать, как понимают демонстранты такую справедливость. При решении юридических, социальных, экономических вопросов требования справедливости вполне оправданны. Но проблема изменения климата до сих пор не имеет окончательного решения, вызывает острые дискуссии. Ее надо изучать, опираясь на факты, а не требовать справедливости.
Остается предположить, что имеются в виду некоторые практические мероприятия, связанные с этой проблемой, например, переход на новые технологии с ограничением добычи угля и закрытием ряда предприятий. Или, напротив, протест направлен против плутократов-глобалистов, во имя интересов которых губят земную природу. Хотя вовсе не исключено, что демонстрация организована именно какими-то олигархическими группами в борьбе с конкурентами.
Тем временем английское правительство озабочено сбережением энергии, что само по себе похвально. Стремятся утилизировать метан, парниковый эффект от которого почти в 10 раз больше, чем от углекислого газа. Теперь к названию тамошнего Министерства энергетики добавлено сакраментальное и отчасти нелепое – «и по проблемам изменения климата». В обществе бурно обсуждают возможные последствия дальнейшего потепления, таяния полярных льдов, повышения уровня Мирового океана.
Автор публикации сообщает, что об этом «пишут газеты, на прилавках магазинов заметны книги об изменениях климата. В том числе и весьма недешевые, бесспорный признак горячей темы. В лучшем книжном магазине Лондона на улице Пикадилли можно увидеть и книги оппонентов; последние считают озабоченность проблемой климата «одержимостью» и даже «колоссальной научной ошибкой». Их мнение сводится к тому, что изменения температур носят циклический характер, за повышением последует снижение.
Споры обострились после того, как хакеры вскрыли электронную переписку ученых из Университета Новой Англии, где официальные сторонники глобального потепления вне официоза высказывали по его поводу серьезные сомнения.
…В начале 2010 года британские метеорологи извинились перед своими гражданами за неверный прогноз на предыдущий год. Тогда обещали жаркое лето (и многие англичане не поехали в южные страны) и теплую зиму. А вышло все наоборот.
Видно, что-то неладное творится с глобальным потеплением… точнее, с научными представлениями о нем.
Не исключено, что этот «климатический бум» призван отвлечь внимание общественности от насущных тяжелых последствий финансово-экономического кризиса. Хотя в США этот трюк не удался. За последние 2 года доля американцев, всерьез озабоченных изменением климата, снизилась с 77 до 57 %. Уменьшилось и число тех, кто связывает нагревание Земли с человеческой деятельностью (с 56 до 47 %).
Правительство США, напротив, в этом году признало угрозу глобального потепления, приняло меры по контролю за выбросами газов и опубликовало свое заключение о том, что изменение климата привело к быстрому таянию льдов Арктики.
Согласно мнению одного из экспертов, людей перестали интересовать подобные вопросы из-за мирового финансового кризиса, когда приходится думать почти исключительно о заработке. По словам другого эксперта, люди теряют доверие к науке, когда она становится орудием в руках политиков и бизнесменов.
Оба мнения справедливы. Все, что связано с экологией, рассчитано на более или менее отдаленную перспективу. Когда большинство людей всерьез озабочены своим существованием на ближайшие месяцы, глобальные проблемы отступают на дальний план.
…Как бы мы или граждане других стран ни критиковали правительства за бессилие в борьбе с климатическими катастрофами, приходится иметь в виду одно важное обстоятельство. Аномалии погоды – явление нормальное.
Напрасно в СМРАП вещают, скажем, 1 марта: «Поздравляем с наступлением весны!» (а на дворе мороз). Или сообщают о том, будто по «народным приметам» погода в некий календарный день предсказывает, каким будет лето. Или по тому же принципу называют дату окончания купания в реках (а Россия-то велика!) и так далее.
Ничего похожего на вековую народную мудрость в подобных приметах нет. Верно говорится: год на год не приходится. Природа живет не по календарным датам.
Не вполне корректно и выражение типа: «Температура воздуха выше (или ниже) климатической нормы». Такой нормы не существует, а есть нечто иное – статистически средние показатели. Да и те вычислены по сравнительно коротким периодам наблюдений, порядка двух-трех сотен лет.
Изменчивость, непостоянство – неизменные постоянные признаки погоды. Вопрос лишь в том, насколько велики погодные аномалии и как часто они происходят. Однако трудно точно это выяснить. Можно предположить, что тропический циклон или мощное торнадо не ворвутся в нашу среднюю полосу, так же как якутские морозы не грянут в тропиках. А в остальном приходится учитывать объективную неопределенность проявления аномалий погоды.
Эти проявления бывают разными. В одних случаях происходят, можно сказать, нормальные аномалии, а в других – аномальные. Я имею в виду подобные тем, что происходили летом 2010 года в Москве. Температура воздуха несколько дней превышала все зафиксированные до этого максимумы. Таковы аномальные аномалии.
У них есть еще одна особенность. Если они бывают единожды, то это можно отнести к случайному сочетанию неблагоприятных факторов. Но если аномалии происходят по нарастающей, усиливаются и учащаются со временем, то это уже закономерность: не просто причуда погоды, а скорее всего признак климатических изменений.
Обо всем этом приходится говорить, чтобы стало ясно, с какими сложными процессами и проблемами приходится сталкиваться метеорологам и климатологам, как трудно, а то и невозможно предусмотреть вероятность и тем более неизбежность аномалий погоды и климата.
Нам еще придется упрекать ученых за недоработки, а власть имущих за серьезные, порой преступные огрехи в работе. Но в то же время надо иметь в виду, что причины частных, казалось бы, явлений, подобных летним аномалиям в центральных районах Европейской России, связаны с процессами, изученность которых оставляет желать много лучшего. Ведь при этом необходимо учитывать не только природные закономерности (во многом еще загадочные), но и воздействие на них деятельности человека.
Последний фактор учесть особенно трудно. Приходится использовать исторические хроники, материалы археологических раскопок, реконструкции палеогеографов и палеонтологов. Вдобавок ко всему на погоду и даже на климат влияют современные техногенные ландшафты.
Не исключено, на мой взгляд, такое развитие атмосферных событий над нашей столицей. Обедненный лесными массивами и водоемами, местами с недопустимо плотной застройкой, мегаполис, как мы уже говорили, уподобляется каменной пустыне с отдельными оазисами.
С приходом летнего антициклона установилась ясная солнечная погода. Раскаленный на площадях, дорогах, крышах, стенах зданий сухой воздух гигантским куполом поднимался над Москвой. На смену ему поступали воздушные массы из окрестностей, в частности, из районов горящих лесов и торфяников. Город сам втягивал эту гарь, и она постоянно возобновлялась.
Так можно объяснить то странное обстоятельство, что при обычном преобладании западных ветров Москва больше месяца задыхалась от дыма, который поступал со всех направлений, кроме западного, преимущественно с юго-востока. Потому что город – это особый климатический район.
Люди, сами того не желая, создают условия для обострения экстремальных ситуаций, которые и без того характерны для земной природы.
О климате города
Для понимания ситуации в Москве летом 2010 года обратимся к разделу метеорологии, а также инженерной географии, изучающему климат городского ландшафта. Ведь при всех конкретных особенностях нашей столицы она подчиняется некоторым общим закономерностям.
Научное изучение городского климата началось в первой половине ХIХ века с книги английского географа Л. Говарда «Климат Лондона по данным метеорологических наблюдений». Позже подобные работы провели ученые разных стран. Например, советский метеоролог А. Хргиан в 1941 году опубликовал исследование «Климат Москвы». В 1950 году в Ленинграде издали книгу С.А. Сапожниковой «Микроклимат и местный климат».
Обобщающая работа «Климат города» (1937) принадлежит немецкому географу П.А. Кратцеру. Второе издание этой книги вышло в 1956 году и через год появилось на русском языке. Некоторые закономерности, отмеченные Кратцером, имеют непосредственное отношение к современной ситуации в московском регионе:
«Своеобразие профиля города способствует застою масс воздуха и образованию восходящих потоков…
Подобно тому, как горы в целом задерживают массы влажного морского воздуха, вызывая дожди в предгорье, так и на наветренной стороне в предместьях города отмечено увеличение осадков…
Город можно сравнить с пустыней, где значительная часть воды быстро испаряется, не проникая в почву. Ввиду значительных площадей, занятых в цивилизованных странах застроенными и промышленными районами, а также дорогами, нельзя недооценивать значение этого фактора также и для макроклимата. Таким образом, город отнимает все больше влаги от системы малого влагооборота своих окрестностей».
В книге «Планета обретает разум» (1969) я писал:
«Город. Издали четкие контуры сооружений напоминают скопление гигантских кристаллов. Их вершины вздымаются на сотни метров (в Нью-Йорке – до 380 метров). Гранитные берега рек. Асфальт, бетонные блоки.
Город – каменная пустыня с отдельными зелеными островками. Особые оазисы (теплицы) позволяют даже пальмам жить за Полярным кругом. В районе города земля просверлена сотнями тысяч скважин, колодцев, шурфов, тоннелей, шахт.
Зимой город вырабатывает почти столько же тепла, сколько получает от Солнца. Впрочем, городские туманы вдобавок ко всему задерживают часть солнечных лучей (в Лондоне – половину).
Городской ландшафт полностью создан человеческими руками и машинами. Даже рельеф земной поверхности здесь изменен: выположены крутые склоны, вырыты котлованы, высокие насыпи образуют порой настоящие холмы. Слои пород, связанных с хозяйственно-технической деятельностью людей, достигают в городах десятков метро, (в Москве – до 22 метров, в Киеве – до 30 метров).
В городе распланирован и организован каждый десяток метров площади. Город тянется вверх, предоставляя новые и новые площади для людей и машин. Он опутан сетью проводов, по которым непрерывно струятся потоки электронов. Электромагнитные поля немыслимо переплетаются здесь, и сквозь них мчатся в пространство радиоволны…
Климат города своеобразен. Средняя годовая температура на 1–2°С выше, чем в окрестностях; вдвое-втрое больше туманов и гроз; весна наступает раньше в городе и лишь затем уже в пригородах. В воздухе множество новых компонентов – газов, пыли и т. п. Крупный город извергает в атмосферу больше пыли и газов, чем вулкан (Берлин, к примеру, выделяет углекислоты в 3–4 раза больше, чем крупнейший американский вулкан Катопахи)».
Вот что писал А.Е. Ферсман в 1909 году: «Скорый поезд проносил меня через промышленные районы Бельгии и Прирейнских округов: металл и уголь перевозятся из глубоких шахт, накапливаются горы пустой породы, целые долины засыпаются шлаками, дымятся тысячи труб, вынося в воздух угольную кислоту; идет огромная лаборатория химических превращений».
Промышленные районы – нечто вроде неимоверно разросшегося города. Растительность здесь либо уничтожена, либо изменена неузнаваемо, в помине нет животных, обитавших в этих местах каких-нибудь несколько столетий назад. Реки – голубая прозрачная кровь планеты, – пройдя промышленный район, превращаются в грязные сточные канавы.
Интересные сведения о климате города приведены в книге Ф.В. Котлова «Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека» (1978). В частности, там упомянута такая аномалия: «В приземном слое на высоте до 50 см формируется “детский климат”. При летней температуре воздуха 25–30° С температура над асфальтом повышается до 40–45° С. Маленькие дети страдают от перегрева организма».
Материалы по нашей столице были обобщены Ф.В. Котловым в книге «Изменения природных условий территории Москвы» (1962). Некоторые сведения с той поры устарели, однако общие закономерности сохраняются. Полезно иметь в виду, что уже одно скопление миллионов людей на сравнительно небольшой территории вызывает повышение температуры воздуха. За сутки человек в среднем выделяет столько тепла, что его достаточно для нагревания до кипения 30 л воды. Помножив эту цифру на 10 миллионов, получим 300 тысяч тонн воды, разогретой до 100 градусов!
Но даже все москвичи и гости столицы не способны выделить своими организмами столько тепла, сколько выдают сотни тысяч, миллионы автомобилей, курсирующих по городу. Это буквально передвижные печи (хотя температура в салоне может быть комфортной). Добавим тепловое излучение холодильных установок и кондиционеров, электрических приборов, котельных, тепловых станций…
Летом в Москве обычно на несколько градусов (до 6–7) теплее, чем в окрестностях. Вот выводы Ф.В. Котлова, основанные на результатах многолетних наблюдений метеорологов:
«Город изменяет вековой ход температуры воздуха. Во всех крупных и древних городах (Москва, Берлин, Лондон и пр.) по мере роста застройки и населения наблюдается повышение среднегодовой температуры воздуха независимо от колебаний естественного климата».
«В вековом разрезе, по мере роста города, происходит постепенное уменьшение влажности воздуха».
За последние десятилетия ситуация в городах и промышленных районах вроде бы изменилась к лучшему. Во всяком случае, уровень техногенного загрязнения кое-где снизился. Скажем, в Москве-реке появилась рыба, много водоплавающей птицы, в ряде мест можно купаться: вода относительно чистая.
Однако ситуация с городским климатом изменилась к худшему.
Став мегаполисом, распространив свое влияние на окрестности, Москва превратилась в подобие обширной пустыни. За последние два десятилетия в ней стали возводить огромные дома, порой втискивая их в плотно застроенные кварталы. По улицам ежедневно курсируют миллионы автомобилей. Опоясывающие город транспортные магистрали создают круглосуточно действующий газово-пыле-тепловой барьер.