ПАРНИКОВАЯ КАТАСТРОФА: КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ И ПРОГНОЗ

Карнаухов А.В1, Шаров В.И.2

1Институт биофизики клетки РАН, 2Филиал Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН, Россия.

E-mail: akarn@icb.psn.ru.

В конце 80-х — начале 90-х годов в литературе активно обсуждалась проблема увеличения среднепланетарной температуры Земли, связанная с ростом концентрации СО2 в атмосфере в результате сжигания углеводородного топлива (угля, нефти, газа),++++ — так называемый «парниковый эффект».

Целью нашей работы было определение равновесных параметров атмосферы Земли (температуры, концентрации СО2) при условии продолжающегося сжигания углеводородного топлива (уголь, нефть, газ и др.). Планировалось рассмотреть несколько сценариев развития мировой энергетики, а также максимально подробно учесть различные процессы, происходящие в живой и неживой природе Земли.

Вопреки распространенному мнению, что парниковый эффект лишь незначительно «подправляет» температуру, которая, в основном, определяется интенсивностью солнечного излучения, падающего на ту или иную планету, оказалось, что «парниковый эффект» способен изменять температуру планеты на несколько сотен градусов. Например, среднепланетарная температура Венеры при параметрах атмосферы, аналогичных земным, должна была бы быть всего на 50°С выше, чем на Земле. Однако, как известно, среднепланетарная температура Венеры составляет почти 500 °С. Таким образом, за счет сильного парникового эффекта температура поверхности Венеры увеличивается более чем на 400°С.

Нами была предложена сравнительно простая модель, позволившая дать количественную оценку влияния концентрации парниковых газов на среднепланетарную температуру:

,

где ?Т(СО2) — прирост температуры поверхности планеты за счет парникового эффекта, Ссо2 — концентрация парниковых газов у поверхности планеты, Скрсо2 — концентрация парниковых газов, при которой атмосфера поглощает половину длинноволнового (инфракрасного) излучения поверхности планеты, ? — коэффициент пропорциональности, имеющий размерность температуры и

,

зависящий от таких универсальных параметров, как ?со2, — молярная масса парникового газа; сP — изобарная теплоемкость атмосферы; R0 — универсальная газовая постоянная; T — температура планеты, лишенной парникового эффекта.

На основе имеющихся данных о ежегодном техногенном поступлении СО2 в атмосферу построена модель изменения среднепланетарной температуры Земли для двух сценариев развития мировой энергетики. Первый сценарий — «оптимистический», предполагает, что техногенный выброс СО2 в атмосферу не будет увеличиваться со временем, а будет зафиксирован на современном уровне. Второй сценарий — «реалистический», предполагает, что поступление СО2 в атмосферу будет расти с той же скоростью, что и в настоящее время (техногенный выброс СО2 удваивается каждые 50 лет). «Пессимистический» сценарий, предполагающий ускорение техногенного выброса СО2, нами не рассматривался. При развитии по первому сценарию среднепланетарная температура DТ= 50°С (критическая стадия парниковой катастрофы) будет достигнута через 300 лет, при втором уже через 100 лет. Построена причинно-следственная модель взаимосвязи отдельных климатообразующих процессов. Даны оценки характерных времен развития климатических изменений и предложена периодизация этапов парниковой катастрофы.

К сожалению, делается вывод о возможной реализации крайне неблагоприятного сценария изменения климата Земли в результате повышения концентрации СО2 и других парниковых газов.

С полным текстом доклада 2000 года можно ознакомиться по адресу http://www.pereplet.ru/text/karnauhov1.html