2010 год можно считать в определенном смысле историческим. Температурные аномалии были отмечены практически по всему земному шару. Среднегодовая температура превышала среднюю по ХХ веку более чем на полградуса. Такое большое отклонение от нормы привело к уникальной в новейшей истории плотности погодных аномалий, некоторые из которых были уникальны и сами по себе — как, например, продолжительная жара в центральной России минувшим летом.

Город Карлштейн на юге Германии. Снимок сделан 11 января: начавшийся год уже успел отметиться наводнениями в Европе и Австралии. Фото (Creative Commons license): Karsten Hitzschke

Завершился год ледяными дождями и сильными продолжительными снегопадами. И если снегопад — все-таки привычное явление, хотя в европейских городах снегопадов такой силы не было давно, то под ледяной дождь подавляющее большинство жителей планеты попало впервые в жизни. В Москве поразивший всех ледяной дождь прошел в конце декабря, а на Аляске это случилось уже в ноябре, причем этому предшествовали сильные морозы. Город Фэрбенкс, например, превратился в каток в буквальном смысле этого слова — по ледяным улицам осторожно двигались редкие машины и лихо разъезжали люди на коньках, а значительная часть населения, обитающая на холмах, в течение нескольких дней не могла спуститься со своих холмов. В Фэрбенксе такое бывало и раньше, но масштабы нынешнего явления оказались очень впечатляющими — ледяной дождь продолжался три дня, и воды за это время вылилось много. Это явление на Аляске получило название icepocalypse. А в январе нового года в такой же каток превратились улицы американского города Атланты, где и снег-то выпадает не каждый год.

Ледяной дождь для наших краев большая экзотика. Во время него переохлажденная вода дождевых капель практически моментально превращается в лед, стоит только коснуться чего-нибудь твердого. Фото: Вадим Кантор

Ледяной дождь на продолжительное время полностью блокировал транспортную систему российской столицы. На протяжении нескольких суток не работали и аэропорты Домодедово и Шереметьево — причем, что касается первого, то там не было даже света, из-за чего прекратилась подача воды и не работала канализация. В бóльшей части таксопарков просто не отвечали на телефонные звонки, а городские и областные власти впали в длительную прострацию, не зная, как противостоять неизвестному природному явлению.

Метеорологи объясняют явление ледяного дождя низкой теплопроводностью воздуха. Из-за этого области, внутри которых температура почти постоянна, — условно говоря, «теплая воздушная масса» и «холодная воздушная масса» — могут почти вплотную прилегать друг к другу. Воздух всегда содержит определенное количество влаги. Теплый воздух легче холодного, и поэтому, когда стена теплого воздуха подходит к стене холодного воздуха, теплый воздух начинает подниматься вверх, обтекая холодный, — это для него оказывается проще (выгоднее с точки зрения энергетических затрат), чем отдавать холодному свое тепло. Поднимаясь, теплый воздух расширяется и остывает; содержащаяся в нем влага начинает конденсироваться. Образуются капли дождя, которые начинают падать вниз, сквозь толщу холодного воздуха.

Если холодный воздух — очень холодный, то капли замерзают. Однако, как правило, этого не происходит. Вода, образовавшаяся из водяного пара, для этого слишком чистая и, даже при температуре значительно ниже нуля, не превращается в лед. Возникает так называемое переохлажденное состояние, и тогда капли замерзают не на лету, а только после того, как достигнут земли или веток деревьев. Именно это и происходило в Москве. Это редкое явление, но время от времени такое случается.

По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), в 2010 году на Земле практически не было уголка, где среднегодовая температура не уклонилась бы от нормы в ту или иную сторону. Карта: NOAA

Глобальное потепление приводит к тому, что циркуляция воздушных масс становится неустойчивой, поэтому оказываются возможными прорывы теплого воздуха, причем не только над холодным воздухом, но и под ним. Ледяной ливень над Москвой пролился потому, что на европейскую территорию пришли массы теплого воздуха со Средиземного моря и из Северной Африки, — прокомментировал событие геофизик академик Георгий Голицын, — однако все эти явления можно считать локальными, так как масштаб циркуляционных вихрей не превышает полутора тысяч километров. К примеру, во Владимирской области, соседней с Московской, ледяного дождя не было. А в Белоруссии летом 2010 года не было никаких погодных аномалий.

Соответственно, возникает вопрос, в какой мере подобного рода аномалии можно прогнозировать. Как напоминает время от времени директор Гидрометцентра России Роман Вильфанд, «существует теорема о предсказуемости [доказанная Владимиром Арнольдом], которая гласит, что теоретически никогда, даже если у человечества появится самое совершенное оборудование, невозможно прогнозировать погоду более чем на две недели вперед». Но дело не только в теоретических ограничениях.

По мнению директора Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН Игоря Мохова, «модели климата, на которые опираются учёные, по возможности полно включают в себя процессы, влияющие на погоду и климат. Те изменения климата, которые отмечены в последнее время, в какой-то степени уже прогнозировались. Но в этой области довольно сложно делать количественные оценки, то есть предсказывать реальные масштабы наводнений, снегопадов и тому подобных явлений. По прогнозам ученых можно было ожидать, что в 2010 году на европейской территории России будет экстремально жаркое лето. Но такие последствия жары, которые наблюдались, прогнозировать трудно». При глобальном изменении климата ученые ожидают как экстремальную жару летом, так и экстремальные морозы зимой, а также наводнения и засухи. И эти тенденции будут только усиливаться.

Конец XIX и начало ХХ века обнаруживали скорее тенденцию к общемировому похолоданию. Ее смену в середине ХХ века, возможно, и не объяснить одними только антропогенными факторами. Иллюстрация: NASA Earth Observatory/Robert Simmon

Наряду с общими тенденциями изменения климата есть также климатические особенности конкретных лет. В этом отношении неординарными являются как последнее десятилетие, так и минувший 2010 год. Это связано с такими явлениями, как Эль-Ниньо (El Niño) и Ла-Нинья (La Niña), которые проявляются в среднем 1 раз в 4–5 лет. Эль-Ниньо (или Южная осцилляция) — это потепление поверхностных вод Тихого океана у берегов Эквадора и Перу. В переводе с испанского Эль-Ниньо означает «малыш, младенец». Такое название явление получило потому, что начало Эль-Ниньо чаще всего приходится на рождественские праздники. В период максимального развития Эль-Ниньо достигается самая высокая температура в тропиках Тихого океана. Противоположная фаза этой осцилляции называется Ла-Нинья (в переводе с испанского — «малышка») и характеризуется, наоборот, пониженной температурой.

В зависимости от того, какое из этих двух явлений протекает, могут возникать режимы повышенной увлажненности или, наоборот, повышенной засушливости. В годы активного проявления Эль-Ниньо и Ла-Нинья обычно происходит существенно больше экстремальных климатических событий, в том числе и событий, связанных с такими специфическими атмосферными явлениями, как блокинги — циркуляции в атмосфере, блокирующие перемещение воздушных масс. Блокинги характеризуются безоблачной антициклонической погодой. Летом такая погода приводит к повышенной засушливости, которая, в свою очередь, может приводить к пожарам — именно это наблюдалось летом 2010 года. Зимой же такая погода приводит к повышенному выхолаживанию атмосферы, то есть к экстремальным морозам. Зимой 2010 года как раз и было отмечено максимальное развитие явления Эль-Ниньо. При этом события лета 2010 года и предшествующей зимы — это две стороны одной медали, связанные с проявлениями блокирующих антициклонов. Во время перехода от одного явления к другому, от Эль-Ниньо к Ла-Нинья, также отмечаются различные аномальные события.

Январское наводнение в Австралии. Окрестности Брисбена. Фото (Creative Commons license): Tatiana Gerus

Климатический прогноз на лето 2010 года определялся развитием Эль-Ниньо. А вот на 2011 год никаких прогнозов не существует. Никто сейчас не может предсказать, каким будет лето 2011 года. Можно сделать усредненный прогноз на 10 лет, но нельзя дать достоверный прогноз на 1 год, — довольно категорично утверждает Георгий Голицын.

Эль-Ниньо, а также другие циклы, имеющие более длинные периоды, относятся к естественным факторам. Воздействие человека на окружающую среду — это антропогенный фактор. Как глобальное потепление, связанное с антропогенным фактором, влияет на характеристики блокирующих циркуляций? Примерно 15 лет назад ученые оценивали это, используя климатические модели. Уже тогда были сделаны выводы, что при общем потеплении может усилиться проявление блокирующих циркуляций, проявление климатических аномалий (в том числе и экстремальные морозы зимой).

Как ни странно, но экстремальные морозы не противоречат тенденции потепления и вполне вписываются в общую картину: ученые расценивают их как климатические аномалии на фоне общей тенденции потепления. Полученные раньше оценки следует сейчас уточнять с помощью более детальных моделей. Однако и в настоящее время трудно оценить относительный вклад в потепление антропогенных и естественных факторов.

Есть такая точка зрения, что вся человеческая деятельность не так уж и ощутима по сравнению с извержением одного мощного вулкана. Апрель 2010 года ознаменовался извержением исландского вулкана Эйяфьядлайёкюдль, которое на несколько дней практически парализовало авиасообщение в Европе: из-за выбросов вулканического пепла ряд стран на севере Европы вынуждены были закрыть аэропорты. Интересно, что это извержение не имело никакого глобального климатического эффекта. В то же время извержения других вулканов имели значимый эффект для климата. Например, при извержении вулкана Пинатубо на Филиппинах в июне 1991 года огромное облако выброшенного пепла опоясало по экватору весь земной шар. Частицы пепла образовали экран, задерживающий солнечный свет, что привело к общему понижению температуры на полградуса. Самое существенное заключается в том, что этот эффект проявлялся в течение двух лет после извержения — это характерное время выхолаживающего эффекта вулканов.

Во время летних пожаров в центральной России Москва на несколько недель оказалась окутана дымом. Фото (Creative Commons license): Yulia Smirnova

Антропогенный фактор, безусловно, существует, и не может быть сомнений, что в относительно близком будущем тепловыделения, связанные с хозяйственной деятельностью людей, станут угрожать катастрофическими последствиями. Но в какой степени он проявляется сейчас — это вопрос сложный. Любые эмпирические оценки ненадежны по определению: у используемых моделей всегда есть ограничения. А потому оценки, которые делаются на основе этих моделей, существенно различаются между собой. Наиболее очевидный результат теплового воздействия человека на окружающую среду — это «тепловые шапки» городов: в центре городов на несколько градусов теплее, чем на периферии. Возникновение «тепловых шапок» связано с энергопотреблением, то есть этот эффект — не парниковый, а чисто энергетический. Парниковый же эффект связан с тем, что так называемые парниковые газы, — в первую очередь CO2 и метан, — в атмосфере являются непрозрачными для уходящей тепловой радиации и более прозрачными для солнечной радиации, от которой нагревается земная поверхность. Вот эта разница двух энергетических потоков и является причиной «отеплительного» эффекта для всей климатической системы.

Остаётся открытым вопрос могут ли реально изменить ситуацию на планете мероприятия по сокращению выбросов CO2, сокращению вырубки лесов, какова эффективность предлагаемых мер при наличии действительно значимого антропогенного фактора.

Чтобы реально изменить ситуацию, необходимо кардинально менять глобальную политику — как по части энергосбережения, так и по энергоэффективности. Первой попыткой что-либо изменить в этом направлении стал Киотский протокол — международное соглашение, принятое в декабре 1997 года в японском городе Киото. В соответствии с Киотским протоколом развитые страны и страны с переходной экономикой взяли на себя обязательства до 2012 года сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов по сравнению с 1990 годом, — комментирует Игорь Мохов. — Надо понимать, что это — политическое решение. Выполнение решений Киотского протокола не имело и не будет иметь практического, климатического эффекта. Но Киотский протокол имеет значение как начало обсуждения, начало формирования единой глобальной политики, как первые попытки договориться. У всех стран — свои интересы; климатические изменения по-разному проявляются в отдельных регионах. Да и в разных частях такой большой страны как Россия эти изменения проявляются по-своему. Например, при глобальном потеплении ожидается, что на северо-востоке страны будет более влажный климат и более сильное потепление, а на юго-западе можно ожидать эффектов иссушения. Для России существенно таяние вечной мерзлоты, а для островных государств важно повышение уровня моря. Поэтому нужно учиться договариваться, чтобы формировать общие правила поведения в такой глобальной «коммунальной квартире», как наша Земля.

Явление атмосферного блокинга, когда циркуляция окружающих антициклон воздушных масс не позволяет самому антициклону сдвинуться с места на протяжении длительного времени, уже довольно хорошо известно метеорологам. Высокую вероятность возникновения его этим летом физики предсказывали еще прошлой зимой. Фото: Вадим Кантор

Ученые считают, что добиться значимого климатического эффекта можно только с помощью гораздо большего сокращения парниковых газов, нежели предписано Киотским протоколом. Кроме того, первый период осуществления протокола заканчивается 31 декабря 2012 года. И сейчас уже проходят совещания, на которых делаются попытки сформировать посткиотские договоренности. Ожидалось, что очередное соглашение будет принято в Копенгагене в декабре 2009 года, но там странам не удалось ни о чем договориться.

В декабре 2010 года очередные климатические переговоры состоялись в Канкуне (Мексика). Возможно, что на их итоги повлияли аномально высокие температуры воздуха и стихийные бедствия прошедшего лета. По крайней мере, они повлияли на позицию России, Пакистана и некоторых других стран, испытавших на себе последствия климатических изменений. А вот у Китая, Индии, Бразилии существуют свои интересы, и их позиция по снижению CO2 не настолько четкая. (Надо сказать, что свои определенные интересы есть и у России. Представители России считают, что более справедливым способом должен учитываться вклад наших лесов в поглощение углекислого газа.)

Координатор интерактивного портала по проблемам изменения климата в России КЛИКР Наталья Белова считает, что смещение акцентов в последних дискуссиях весьма показательно.

Если говорить о глобальном изменении климата, — пояснила она, — то климатическая катастрофа близка. И на переговорах в Канкуне уже не шла речь о том, есть изменения климата или нет, выдумки это или отмывание денег, — речь шла именно о том, чтобы создать условия адаптации регионов к последствиям изменения климата, а также об учреждении справедливого климатического фонда. Переговоры в Копенгагене в декабре 2009 года были самым большим разочарованием, потому что многие надеялись, что к 2012 году страны смогут возобновить Киотский протокол, а этого не случилось. Но неудачные переговоры привели к тому, что очень многие государства „открыли глаза" и поняли: нужно договариваться.

Переговоры в Канкуне, наоборот, велись открыто, страны осознанно подошли к переговорам, и представители стран говорили о том, что не уедут из Канкуна без фактических договоренностей. Поэтому в Канкуне наконец-то смогли прийти к соглашению о создании справедливого климатического фонда, соглашению о прекращении уничтожения тропических лесов. Правительства фактически заявили, что сокращение эмиссий (выбросов парниковых газов) должно соответствовать мнению ученых: необходимо снизить выбросы на 25–40% к 2020 году, а глобальное повышение температуры не должно превысить двух градусов. Все страны с этим согласились и должны придерживаться этого постулата. У всех стран есть стратегии по сокращению выбросов CO2, которые нужно еще детально разрабатывать. Можно сказать, что сдвиг в сознании произошел.