Явление "потепления" роду человеческому.
Введение. Эта статья адресована не апологетам Киотского протокола и "парникового эффекта", которые и без того прекрасно понимают истинное положение вещей, а тем оставшимся за вычетом "Киотской команды" миллиардам людей, которых эта команда пытается обмануть и запугать. И это вовсе не пустые слова: футурологами Питером Шварцем и Дугласом Рэндоллом по заказу министерства обороны США для Управления общих оценок Пентагона был подготовлен доклад под названием «Сводка погоды: 2010-2020». Вот некоторые выдержки из этого доклада:
"Климатические изменения на Земле могут носить не только постепенный характер. Возможен и катастрофический сдвиг, который потребует чрезвычайных, в том числе военных, мер реагирования".
В своих прогнозах авторы доклада исходят из возможности того, что в результате природных сдвигов по совершенно иным законам начнет внезапно жить Мировой океан. Европа, Азия и Северная Америка лишатся тогда привычного тепла. А в Южном полушарии, наоборот, станет жарче. По их словам, Земля уже пережила нечто подобное 8200 лет назад. Человечеству известно, в частности, происшедшее совсем недавно по историческим меркам явление - Малое оледенение. Оно продолжалось примерно с 1300 по 1850 год. Из-за ухудшившихся погодных условий европейцам пришлось покинуть Гренландию, увяла цивилизация викингов.
Авторы доклада составили следующий «график» вероятных драматических событий, связанных с климатическими изменениями, для отдельных ключевых регионов:
  • "Европа:
  • 2012 г - Жестокая засуха и холода гонят на юг население скандинавских государств, которое наталкивается на сопротивление со стороны других стран Европейского союза;
  • 2015 г - Возникает конфликт внутри ЕС по поводу продовольственного и водоснабжения, что приводит к стычкам и напряженности в дипломатических отношениях;
  • 2018 г -  Россия вступает в ЕС, обеспечивая его энергоресурсами;
  • 2020 г - Идет миграция населения из северных стран, таких, как Нидерланды и Германия, в сторону Испании и Италии;
  • 2020 г - Нарастание стычек по поводу водопользования и иммиграции;
  • 2022 г - Столкновение между Францией и Германией из-за коммерческого доступа к Рейну;
  • 2025 г - ЕС близок к распаду;
  • 2027 г - Усиливается миграционный поток в страны Средиземноморья, такие, как Алжир, Марокко и Израиль;
  • 2030 г - Почти 10 проц. европейского населения перемещаются в другие страны.
  • Азия:
  • 2010 г - Пограничные стычки и конфликты между Бангладеш, Индией и Китаем при одновременной массовой миграции в направлении Мьянмы;
  • 2012 г - Региональная нестабильность заставляет Японию создавать потенциал внешнего силового воздействия;
  • 2015 г - Стратегическое соглашение между Японией и Россией об использовании энергоресурсов Сибири и Сахалина;
  • 2018 г - Китай идет на вмешательство в Казахстане для защиты трубопроводов, на которых постоянно совершают акты саботажа мятежники и преступники;
  • 2020 г - Незатухающий конфликт в Юго-Восточной Азии; участвуют Мьянма, Лаос, Вьетнам, Индия, Китай.
  • 2025 г - Резко ухудшаются внутренние условия в Китае, что ведет к гражданской войне и пограничным войнам;
  • 2030 г - Растет напряженность между Китаем и Японией из-за энергоресурсов России.
  • Америка:
  • 2010 г - Разногласия с Канадой и Мексикой в связи с растущей напряженностью из-за водных ресурсов;
  • 2012 г - Поток беженцев на юго-восток США и в Мексику с островов Карибского моря;
  • 2015 г - Миграция европейцев в Соединенные Штаты (в основном богатых);
  • 2016 г - Конфликт с европейскими странами по поводу прав на ведение рыбного промысла;
  • 2018 г - Защита Северной Америки по периметру, создание интегрированной системы безопасности совместно с Канадой и Мексикой;
  • 2020 г - Министерство обороны начинает ведать вопросами охраны границ и сдерживания потока беженцев из стран Карибского бассейна и Европы;
  • 2020 г - Растут цены на нефть, в то время как безопасности поставок угрожают конфликты в зонах Персидского залива и Каспия;
  • 2025 г - В связи с внутренней борьбой в Саудовской Аравии военно-морские силы Китая и США стягиваются в Персидский залив - для прямой конфронтации".
    •  Как видно из составленного перечня событий потеплением здесь и "не пахнет". Авторы доклада вовсе не призывают США немедленно готовиться к военному реагированию на возможные изменения климата. Для начала они рекомендуют превентивные меры в основном научного свойства. Рекомендуется не забывать и о старой доброй дипломатии.
    И, видимо, одной из таких превентивных мер и является Киотский протокол. Напомним, что главными инициаторами этого протокола были именно США, хотя они-то его так до сих пор и не подписали. Как известно, одного человека можно дурачить сколь угодно долго, сравнительно небольшую группу можно водить за нос длительное, но конечное время, дурачить же всё человечество можно очень недолго.
    Уже начали звучать голоса учёных, которых не удалось купить. Так, например,  географ Андрей Капица утверждает, что все рассказы о потеплении - мифы, замаскированные под научные рассуждения. По его мнению, речь идет вовсе не о потеплении, а о похолодании.
    "Исследователи поменяли местами причину и следствие. Не повышенное содержание CО2 в атмосфере приводило к потеплению, а в результате потепления происходил выброс в атмосферу гигантских объемов углекислого газа - заметьте, без всякого человеческого участия. 95 процентов CО2  растворено в мировом океане. Достаточно толщам воды прогреться на полградуса - и океан "выдохнет" углекислоту. Извержения вулканов и лесные пожары тоже вносят существенный вклад в накачивание земной атмосферы CО2. При всех издержках промышленного прогресса выброс тепличных газов из труб заводов и теплоэлектростанций не превышает нескольких процентов от общего оборота углекислоты в природе".
    Такого же мнения придерживается и Александр Никонов, который опубликовал очерк "История отмороженных в контексте глобального потепления". Он утверждает, что если климат становится теплее, то в этом никто не виноват: климатические колебания отмечались всегда. Например, царь Борис Годунов утратил популярность и власть, потому что в Москве не было солнца четыре года, и даже в июле шёл снег. Народ интерпретировал этот феномен как проклятие, а климат использовался в политических целях: предприимчивые католики сулили хорошую погоду и мягкий климат, если Россия перейдёт под власть Папы. По его мнению, Киотский протокол является документом, который может оказаться полезным лишь для спекуляций крупных компаний. Зав. сектором космических исследований Главной (Пулковской) обсерватории РАH Хабибулло Абдусаматов считает, что в ближайшие годы на Земле начнётся понижение температуры, которое в итоге завершится глобальным похолоданием:
    "Глобальное понижение температуры уже наблюдалось во всей Европе, в Северной Америке и Гренландии во время маундеровского минимума солнечной активности в 1645-1705 годах. В Голландии тогда замерзли все каналы, а в Гренландии вследствие наступления ледников люди были вынуждены оставить часть поселений".
    Абдусаматов напомнил, что долговременное параллельное изменение вариаций 11-летних и вековых колебаний солнечной светимости оказывает непосредственное влияние на изменение климатических условий на Земле. Анализ этих колебаний показал, что в настоящее время Земля уже достигла стадии максимума глобального потепления. Далее, в соответствии с ожидаемым дальнейшим параллельным спадом солнечного излучения, наступит медленное понижение глобальной температуры Земли.
    "Наиболее существенным событием ХХ века в жизни Солнца было в целом постепенное повышение количества излучаемой им энергии, и как следствие - наблюдаемое глобальное потепление климата, что является рядовым (а не аномальным) событием в жизни Земли, поскольку глобальные потепления, аналогичные современному, а также и глобальные похолодания, наблюдались и ранее".
    По его мнению, начала понижения глобальной температуры Земли можно ожидать в 2012-2013 году. В 2035-2045 году солнечная светимость достигнет минимума, а вслед за этим с отставанием на 15-20 лет наступит очередной климатический минимум - глубокое похолодание климата Земли.
    "Hа основе наших исследований изменения потока солнечного излучения, мы пришли к выводу о том, что в 2012-2015 годах начнется медленное понижение температуры, а в 2055-2060 годах наступит глобальное похолодание, которое продлится примерно 60 лет. После этого наступит новый цикл - цикл потепления"
    Иначе говоря, идёт естественный, периодически повторяющийся процесс, ибо современные антропогенные потоки основных парниковых газов почти на два порядка ниже их естественных потоков и в разы ниже неопределённости в их оценке.
    В черновом отчете IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) 1995 года сообщалось, что «любые заявления о значительной перемене климата спорны, пока не снижено количество неопределённых переменных, отвечающих за естественную изменчивость климатической системы». И там же: «Нет исследований, в которых с определенностью говорится, что все или часть зафиксированных изменений климата вызваны причинами антропогенного характера».
    Разумеется, такие выводы никак не способствуют установлению квот на СО2. Поэтому эти слова были заменены другими: «Соотношение доказательств наводит на мысль о явном влиянии человека на климат», хотя никаких дополнительных данных, обосновывающих этот вывод, представлено не было.
    Понимая, что "у лжи короткие ноги", "Киотская команда" то и дело меняет свои "страшилки". Вначале это были озоновые дыры, давшие хороший доход производителям не фреоновой техники, затем квоты на СО2 с их откровенным грабежом, теперь в ход идут выделение метана из мерзлоты Сибири, повышение активности Солнца и даже смена магнитных полюсов. Короче, годятся любые "ужастики", за которые заплатят финансовые воротилы, преследующие свои, отнюдь не "человеколюбивые" цели.
    Увы, но темпы, с которыми изменяется климатическое воздействие парниковых газов, отнюдь не коррелируют с потреблением углеводородного топлива, основного источника их антропогенных выбросов. Например, в начале 1940-х годов, когда темпы роста потребления топлива упали, глобальная температура росла особенно быстро, а в 1960–1970-х, когда потребление углеводородов быстро росло, глобальная температура, наоборот, снижалась. Несмотря на 30%-ное увеличение объёма добычи углеродного топлива с 70-х к концу 90-х годов, скорость нарастания концентрации диоксида углерода и закиси азота за этот период резко замедлилась, а метана даже пошла на убыль.
    Всю глубину нашего непонимания глобальных природных процессов особенно наглядно демонстрирует ход изменения концентрации метана в атмосфере. Начавшись за 700 лет до промышленной революции — еще во времена викингов, — этот процесс сейчас так же неожиданно остановился при продолжающемся росте добычи и соответственно антропогенной эмиссии углеводородов. Согласно данным двух независимых исследовательских групп из Австралии, а также из США и Нидерландов, в последние четыре года уровень метана в атмосфере остается постоянным.
    Однако эти данные мало кому известны. И уж тем более не попадают в СМИ - "Киотская команда" довольно немногочисленна, но, поскольку они исправно выполняют заказ магнатов бизнеса и, по сути, являются рекламными агентами высшей квалификации, их удельный вес в СМИ сильно раздут и сопровождается мощным подавлением всякого инакомыслия.
    Что же на самом деле происходит с климатом? Да, небольшое общее потепление действительно есть. Оно происходит потому, что Атлантика начала постепенно "прикрывать форточку" над Северным Ледовитым океаном. Этим она периодически занималась и раньше, что приводило к очень небольшому общему потеплению, вообще говоря, пренебрежимо малому в масштабе земного шара, но очень заметному в средних широтах Евразии, а затем к появлению почти симметричной (подобной антарктической) арктической шапки, существование которой принято называть ледниковым периодом. Подробно механизм переключения режимов Атлантики рассмотрен в статье [1].
    Здесь мы остановимся на механизмах перераспределения тепла и роли в нём циклонов. Точнее, нас будут интересовать атлантические циклоны, называемые по обе стороны Атлантики "ураганами". О тихоокеанских циклонах - "тайфунах", атмосферных явлениях гораздо более мощных, чем ураганы, мы здесь говорить не будем, так как в Пацифике нет долгопериодических процессов, аналогичных атлантическим.
    Механизм образования циклона. Для понимания роли циклонов необходимо рассмотреть механизм образования циклона, источник его энергии и его взаимодействие с глобальными атмосферными течениями. Начнём с механизма образования циклона. Прежде всего, отдадим себе отчёт в том, что влажный воздух существенно легче сухого. Многим это утверждение покажется непривычным, но это так потому, что сухой воздух состоит, в основном, из молекул азота (28 атомных единиц массы), кислорода (32 аем) и углекислого газа (44 аем). Во влажном же воздухе присутствует заметное количество молекул воды молекулярной массой всего 18 аем.
    Поэтому в тропических широтах над океаном плотность воздуха уменьшается не только за счёт повышения температуры, но и за счёт высокой влажности воздуха, и именно там возникают локальные восходящие потоки. Если эти потоки возникают над экватором и вблизи него, никаких особых эффектов, кроме образования кумулятивных облаков и местных гроз, нет.
    Иное дело - восходящий поток в средних широтах, где велика разница линейных скоростей земной поверхности в её суточном вращении (см. таблицу), следовательно, велик эффект Кориолиса. Приземные потоки воздуха, стремящиеся в зону пониженного давления в меридиональном направлении, благодаря этому эффекту отклоняются вправо в северном и влево в южном полушарии, образуя вращающиеся вихри диаметром в сотни километров и практически не попадая в зону пониженного давления в центре вихря.
    Широта 
    00
    150
    300
    450
    600
    750
    900
    Линейная скорость - м/с
    463
    449
    402
    329
    232
     120
    0
    Градиент - м/с на (0) широты
    1
    2
    4
    6
    7
    8
    9
    Это очевидно, и об этом вряд ли стоило бы говорить, если бы не скрытая теплота парообразования воды. Мелкие вихри возникают в жаркую погоду везде, в том числе и над сушей. Но восходящий поток воздуха над океаном влажен до насыщения, при его подъёме водяные пары начинают конденсироваться и подогревают окружающий воздух. Поэтому он долго остаётся заметно теплее, а значит, легче окружающего восходящий поток воздуха и продолжает подъём.
    Подогреваемый водяными парами восходящий поток создаёт под собой всё большее разрежение, а эффект Кориолиса не позволяет это разрежение компенсировать. Растущий перепад давлений ускоряет приземные потоки и циклон всё более "раскручивается".
    По существу, циклон - это природная тепловая машина, переводящая энергию конденсации водяных паров в кинетическую энергию воздушного вихря. И пока центр циклона (урагана в Атлантике, тайфуна в Тихом океане) бродит над океаном, энергия его растёт за счёт всё новых порций водяных паров. Именно поэтому тихоокеанские тайфуны мощнее атлантических ураганов - им есть, где разгуляться.
    Теперь проделаем простой оценочный расчёт. Рассмотрим небольшой (ещё только зарождающийся) циклон с диаметром "глаза бури" в один километр и высотой восходящего потока 12 км. Понятно, что по мере подъёма вихрь расширяется благодаря снижению давления, но, поскольку масса восходящего потока остаётся прежней, его можно аппроксимировать прямым круговым цилиндром диаметром 1 и высотой 12 км. Объём такого цилиндра составит чуть меньше 10  км3, то есть 10 млрд. кубометров. На поверхности океана при 250С каждый кубометр воздуха содержал 23 г водяного пара, следовательно, 52 кДж энергии конденсации (2,256 кДж/г, умноженные на 23 г). Таким образом, во всём столбе содержалось 5,2х1014 Дж, то есть 520 тераджоулей! (Энергией кристаллизации воды в лёд мы здесь пренебрегли, хотя в верхней части столба жидкой фазы уже нет). Примерно столько энергии
     несли сброшенные на Хиросиму и Нагасаки американские атомные бомбы. И это циклон - "младенец". Что уж говорить о "взрослом" урагане, тем более, тайфуне.
    Такова роль водяных паров, потому циклоны зарождаются и набираются сил над тёплой водной поверхностью: суша не может дать нужного количества насыщенного пара, даже при более сильном нагреве, а снижение температуры в высоких широтах резко уменьшает концентрацию водяных паров. Поэтому же питомником циклонов и являются "ревущие сороковые" обоих полушарий (северного и южного) - и водяного пара много, и эффект Кориолиса достаточно велик.
    Однако в Атлантике благодаря Гольфстриму и его северной ветви - Северному Атлантическому течению - условия возникновения циклонов обеспечивались и гораздо севернее, вплоть до Баренцева моря (см. рис. 1), до тех пор, пока это течение не начало ослабевать в соответствие с механизмом переключения режимов, который описан в [1].  Чтобы убедиться в этом, достаточно просмотреть любую сводку погоды - атлантические циклоны в последние годы идут к нам через Западную Европу, а вот "скандинавских" циклонов уже почти не бывает.

    Рис. 1. Зона образования циклонов в Северной Атлантике.
    Циклоны и воздушные глобальные течения. Для понимания климатической роли циклонов необходимо понять тенденции их "путешествий". На первый взгляд траектории движения циклонов представляются хаотическими, "вольными, как ветер". Однако при более внимательном рассмотрении это оказывается не совсем так, а точнее, совсем не так. Ураганы, возникающие южнее 30-й параллели в Северной Атлантике, в своих блужданиях движутся на северо-запад и "нападают" на южные штаты США. Ураганы средних широт идут к Европе и далее по евразийскому континенту. (Их поведение подобно движению электронов в проводнике с током - электроны движутся хаотически, но их средняя скорость направлена вдоль проводника). Причиной такого поведения циклонов (и ураганов в том числе) являются атмосферные глобальные течения. К ним относятся хорошо известные пассаты. Но система воздушных глобальных течений не сводится только к пассатам, она охватывает весь земной шар и состоит из 6 широтных поясов: В тропических поясах воздух в приземном слое движется к экватору (отклоняясь при этом к западу), над экватором поднимается в верхние слои тропосферы, освобождаясь от влаги (и создавая тропические леса). В верхних слоях тропосферы воздух растекается в стороны и на широтах около 300 опускается вниз. Именно эти сухие нисходящие потоки являются причиной образования зон пустынь и полупустынь.
    В среднеширотных поясах потоки в приземных слоях воздуха, менее заметные, чем пассаты, но достаточно сильные, текут к полюсам, отклоняясь из-за того же эффекта Кориолиса к востоку. На широтах около 600 они также образуют восходящие потоки, освобождаются от влаги (и создают лесные зоны), затем в верхних слоях тропосферы движутся к нисходящим тропическим потокам.
    В полярных зонах картина аналогична тропикам, с той лишь разницей, что эффект Кориолиса здесь сильнее, а влажность воздуха меньше.

    Рис. 2. Взаимодействие циклона с глобальным течением.
    Слева на рисунке 2 показано взаимодействие циклона с пассатом, то есть на широтах между экватором и 30-й параллелью. Именно в такой зоне оказываются ураганы Карибского моря и им подобные. Поэтому-то они и "нападают" на США с юго-востока. А вот ураганы, возникающие севернее, идут на Европу, как это показано на рис. 2 справа. Теперь можно пояснить, о какой же "форточке" шла речь вначале. Пока Северо-Атлантическое течение достигало полярной зоны, приносимое им туда тепло попадало в восходящий воздушный поток, уносилось в верхние слои тропосферы и там излучалось. По мере ослабления этого течения всё большая часть тепла Гольфстрима остаётся в средних широтах, количество и энергия среднеширотных ураганов растёт, а идут эти ураганы на Евразию.
    Иначе говоря, то незначительное в планетном масштабе количество тепла, которое сейчас не "улетает в форточку", концентрированно попадает в Евразию и, прежде всего, обрушивается на Европу.
    Ближайшие перспективы. Поскольку в ближайшие годы процесс сворачивания Гольфстрима в кольцо продолжится довольно интенсивно в силу релаксационного характера этого перехода [1], следует ожидать сокращения зоны развития ураганов (и, соответственно, повышения их мощности). На рисунке 3 показана схема основных тёплых течений в Северной Атлантике в кольцевом режиме. При этом зона развития ураганов может выглядеть так, как показано на этом же рисунке.

    Рис. 3. Зона развития Северо-Атлантических циклонов.
    Судьба урагана существенно различается в зависимости от его местоположения: ураганы 1 и 2 направятся на восток-юго-восток, ураганы 3 и 7, находящиеся на 30-ти градусной широте, будут подавлены нисходящим глобальным потоком, ураган 4, двигаясь на северо-запад, достигнет 30-й параллели над океаном и там же закончит своё существование. А вот ураганы 5 и 6 - это будущие "Катрин", но, скорее всего, даже более мощные.
    Таким образом, следует ожидать:
  • в ближайшие годы:
  • в дальнейшем:
    • Поскольку при кольцевом режиме Атлантики несколько ослабевает переток тепла из Южного полушария в Северное, климат Южной Африки (в средних широтах) несколько улучшится с одновременным усилением штормов в "ревущих сороковых". Однако, кольцо течений в Южной Атлантике заметно холоднее из-за Бенгельского течения, питаемого холодными водами Южного Циркумполярного течения, подобного которому нет в северном полушарии. Поэтому циклоническая деятельность в Южной Атлантике существенно слабее, а её влияние на климат прилегающих участков суши меньше.
    Никаких заметных повышений уровня Мирового океана, таяния антарктических льдов и затопления больших площадей суши не ожидается! Подобные локальные колебания климата происходили периодически в течение последних двух миллионов лет с постепенным уменьшением амплитуды и периода. Причина - в расширении Атлантики.
    Литература.