Текст книги "Похолодание, а не потепление. Какие народы вымрут как мамонты"

Глава 3. О том, кто делает погоду

Проведя этот интересный экскурс в историю климата нашей планеты, мы видим, что графики воспроизведенных температур показывают явно выраженные циклы. Поэтому появилось несколько «циклических» теорий климата, и мы их сейчас рассмотрим.

Мы также поняли, что гипотезы, объясняющие некоторые резкие и временные изменения климата на планете извержениями вулканов или столкновением с астероидом (или одно вызывает другое), не могут быть оставлены без внимания.

Четыре из пяти биоклиматических катастроф по шкале времени совпадают с зафиксированными астроблемами и с взрывом вулканической активности. Зная, что под земной корой находится жидкая магма, массовые извержения вулканов вполне могли быть спровоцированы ударами крупных метеоритов.

Две из них совпадают еще и с настоящими взрывами вулканической активности – в Сибири и в Индии и с началом раскола единых континентов – Родонии 700 миллионов лет назад и Пангеи 200 миллионов лет назад.

Поэтому – стоит разобраться в том, как климатическая система работает, при чем тут парниковые газы и СO₂, что на климат влияет, и можно ли с изменением климата «бороться».

А почему именно СO₂, он же углекислый газ, был объявлен основным виновником глобального потепления?

На самом деле такая постановка вопроса гораздо более правильна и научна, нежели бесконечные дебаты на тему «присутствует в наличии глобальное потепление или нет». Мы уже поняли из экскурса в историю Земли, что это вопрос риторический – на самом деле ПОТЕПЛЕНИЕ НА ЗЕМЛЕ ШЛО ВСЕГДА, НО ПЕРИОДИЧЕСКИ ОНО ПРЕРЫВАЕТСЯ РЕЗКИМИ ПОХОЛОДАНИЯМИ.

Давайте попытаемся для начала понять «Является ли углекислый газ основным регулятором температурного режима Земли?».

Есть понимание, что молекула СO₂ (как и любая другая молекула) отражает солнечную радиацию, но нет доказательства, что изменение температуры поверхности Земли вызывается именно изменением пропорции СO₂ в ее атмосфере (а вполне возможен и обратный эффект…). Прямая зависимость потепления от повышения пропорции СO₂ НЕ доказана. До сих пор ученые спорят по поводу того, что от чего зависит – температура от концентрации СO₂ или наоборот.

Корреляция повышенных средних температур и повышения пропорции СO₂ в атмосфере не говорит о прямой зависимости одного параметра от другого, как и не говорит, что является причиной, а что – следствием.

Отражение атмосферой (вернее, молекулами газов, ее составляющих) солнечной радиации и возвращение ее к поверхности Земли и есть тот самый парниковый эффект, которым средства массовой информации любят пугать население. Этот феномен – не страшная угроза человечеству, а физический механизм, благодаря которому на Земле смогла развиться биосфера, то есть жизнь. Без парникового эффекта поверхность нашей планеты была бы мертва, и на ней царил бы космический холод.

Парниковый эффект и радиационный форсаж атмосферы

Атмосфера для нашей планеты – как теплое одеяло или, вернее, – как терморегулирующий скафандр. Без нее температура на Земле была бы в среднем на 30 (!) градусов ниже, то есть минус 15 градусов Цельсия, а также с огромным контрастом температуры дня и ночи: днем было бы очень жарко, а ночью – очень холодно.

Атмосфера Земли, состоящая на 78 % из азота, на 21 % из кислорода, содержит также и другие газы и примеси в незначительных пропорциях. В числе этих примесей находятся и уже ставшие «знаменитыми» парниковые газы: СO₂ (углекислый газ), СН₄ – метан, а также серные газы и водяной пар. В общей сложности все эти примеси представляют собой около 1 % земной атмосферы.

Чтобы понять, как парниковые газы и СO₂ влияют на температуру поверхности, нужно понять принципы радиационного (энергетического) баланса планеты и влияние атмосферы на него.

Итак, в 150 миллионах километров от Земли находится наша «печка» – Солнце, которая греет все вокруг с температурой около 6000 градусов Цельсия. Часть этого излучения доходит и до нашей планеты, далеко не все доходит до ее поверхности.

Атмосфера – это щит, который не пропускает часть солнечной энергии. Атмосферный щит отражает почти треть дошедшей до нас энергии обратно в космос. Если быть более точным – из дошедшей до Земли энергии в 342 ватта на квадратный метр атмосфера отражает 102 ватта и 240 ватт на квадратный метр проходят сквозь нее.

Но это еще не все, поскольку часть энергии, дошедшей до поверхности отражается обратно, еще раз проходит через атмосферу (опять с потерями), а часть отражается еще раз от атмосферы (на этот раз вниз) и возвращается к поверхности планеты. И все это много-много раз, примерно как шарик от пинг-понга, зажатый между двумя поверхностями. От этой «дополнительной» энергии, возвращенной к поверхности, температура планеты повышается.

Этот феномен – в упрощенном понимании «возврат атмосферой» к поверхности планеты части энергии, от нее отраженной, и называется парниковым эффектом.

Понятие это, на самом деле, неправильное, с научной точки зрения: этот эффект, на самом деле, не имеет ничего общего со знакомыми нам по огурцам-помидорам теплицам и парникам, где повышение температуры происходит по причине отсутствия конвекции (обмена теплого воздуха внутри теплицы и холодного снаружи). Но уж как назвали – пусть так и будет.

Понятие «парниковый эффект» было так сильно медиатизировано средствами массовой информации и политиками, что теперь поздно менять его на более правильное с точки зрения физики: радиационный форсаж.

В планетарном парниковом эффекте (феномене радиационного форсажа) основную роль играет способность земной поверхности отражать солнечные лучи и способность атмосферного экрана их пропускать (туда и обратно).

То есть если бы парникового эффекта не было, то земная поверхность, получив пропущенные атмосферой 240 ватт на квадратный метр, отражала бы их все обратно, но это не так.

Здесь самое место вспомнить, что такое альбедо. Альбедо – это и есть способность поверхности отражать часть солнечных лучей. Сточки зрения энергетического баланса – это та часть энергии, которая не используется для нагрева планеты Солнцем. Солнечное излучение отражается по-разному атмосферой, сушей, лесами и океаном. Чем альбедо выше, тем светлее нам кажется поверхность. Черная поверхность поглощает все лучи, падающие на нее, то есть альбедо равно нулю.

Альбедо Земли складывается из отражательной способности составляющих ее поверхность элементов. Все они, например из космоса, видятся более или менее светлыми. Те, что более светлые, имеют более высокое альбедо, более темные – более низкое. Например:

• Свежий снег – 95%

• Облака типа Cumulo-nimbus – 90%

• Старый снег и ледники – 60%

• Облака типа cirrus – 35%

• Песок, пустыни – 30%

• Растительность – 10%

• Океан, реки, озера, вода – 7%

Таким образом, для всей земной поверхности среднее альбедо сегодня – около 30 %, что говорит о том, что Земля оставляет у себя 70 % солнечного излучения.

Тут надо сделать небольшое, но очень важное уточнение: с точки зрения энергетики, неправильно брать в расчет только видимую часть спектра. Если Солнце с температурой поверхности в 6000 градусов Цельсия поливает нас ультрафиолетом и лучами из верхней части спектра (солнце – желтая звезда), то отраженное ему обратно Землей излучение на 60 % состоит из видимого излучения и 40 % (!) из инфракрасного, которое и является основным «нагревателем» нашего планетарного «парника». Также, кстати, важно понимать, что альбедо растительности (листьев и травы) – всего 10 % в видимом спектре (они темные), но достигает 60 % в инфракрасном. Тут, кстати, наблюдается еще один забавный и немного провокационный парадокс: чем больше растительности – тем больше планета отражает инфракрасного излучения… Леса вырубить – парниковый эффект может стать и меньше… Все гораздо сложнее, чем представляется.

Но вернемся к энергетическому балансу земной поверхности. Получив 240 ватт энергии на квадратный метр, Земля поглощает две трети и треть отражает. То есть 160 ватт «нагревает» каждый квадратный метр Земли, и 80 ватт уходит «в небо». Но, чтобы сохранить энергетический баланс, Земля должна «отдавать» космосу те же 240 ватт. Земля – не холодная планета, у нее горячее ядро, наполненное магмой. Поэтому Земля излучает не только отраженную энергию Солнца, но и имеет свое инфракрасное (мы это помним) излучение. Это излучение на поверхности планеты сегодня равно 300 ваттам на квадратный метр. То есть поверхность Земли получает 240 ватт, а отдает больше – 380 ватт. Из этих 380 ватт через атмосферу проходит менее половины – около 150. Все остальное – 130 ватт возвращается обратно к земной поверхности и нагревает ее. Иными словами – Земля сама себя греет. Эта «дополнительная энергия» и есть проявление радиационного форсажа, или парникового эффекта.

Как вы видите, сам по себе парниковый эффект действительно оказывает существенное влияние на энергетический баланс планеты: оставленная им у поверхности планеты энергия (130 ватт на квадратный метр) почти сравнима с той частью энергии, которая доходит до нее через атмосферу от Солнца (160 ватт на квадратный метр).

Но данный факт сам по себе еще не говорит, что это вызывает потепление, как и не говорит о том, что именно углекислый газ – основной фактор парникового эффекта.

Физика парникового эффекта намного сложнее. Частота волн полученного и выпущенного излучения играет в нем важную роль. Вспомним тот факт, что Солнце излучает всю гамму лучей и много ультрафиолета, а основное излучение Земли – инфракрасное. Земля – темное небесное тело.

Так вот, разные молекулы атмосферы пропускают и отражают волны разной длины. Вода поглощает волны одной частоты – именно на эту частоту (2450 мегагерц) выставлены все, произведенные в Китае, микроволновки на всех кухнях всех домохозяек в мире. Но молекула азота поглощает волны на другой частоте, молекулы озона – на третьей, молекула углекислого газа СO₂ – на четвертой, и так далее[2]2
  На самом деле и это тоже упрощение, так как каждая молекула имеет особенность поглощать и выпускать волны на разных частотах. Вода (молекула Н₂O) – на следующих обнаруженных диапазонах частот: 2,5–3,5; 4,5; 10,5 и от 15 до 40 микрометров. Углекислый газ (молекулы СO₂) поглощает волны частотой в 2; 4,3 и 15 микрометров (ну, еще 2,7 микрометра – чтобы быть точным)


[Закрыть].

Основной диапазон волн, которые атмосфера пропускает, называется «окном». Главное «окно» земной атмосферы (излучение Земли) находится в диапазоне 9 и 11 микрометров. Именно в этом диапазоне и идет основное излучение Земли.

Как это ни парадоксально, но очевидно, что диапазон основного излучения Земли НЕ совпадает с длинной волн, которые поглощает СO₂!

Поэтому, очевидно, что основное излучение Земли – инфракрасное – СO₂ НЕ ПОГЛОЩАЕТ, а пропускает. Значит – влияние СO₂ на радиационный форсаж (парниковый эффект) не должно быть существенным. Значит, что-то другое в атмосфере поглощает инфракрасное излучение и оставляет эту энергию у поверхности планеты, но не СO₂.

То есть мы понимаем, что радиационный (и соответственно температурный) режим планеты очень сильно зависит от альбедо и от состава атмосферы (если в ней содержатся газы, молекулы которых поглощают энергию на тех же волнах, что сама планета излучает). От чего альбедо меняется? Ну во-первых, очевидны сезонные изменения в каждом полушарии. Летом растительность, зимой – снег и лед. Отмечу лишний раз, что сезонные вариации альбедо более заметны в Северном полушарии (там больше суши и резкого континентального климата). Долгосрочные и не сезонные вариации альбедо происходят по следующим причинам: связанным с человеческой деятельностью – урбанизация, замещение лесов сельхозкультурами, таяние льдов, и природным – изменение облачного слоя планеты.

Например, вырубка лесов, драматическое с точки зрения экосистемы явление, на вариацию альбедо оказывает очень малое влияние. По рапортам ООН ежегодно Земля теряет до 150 000 квадратных километров лесов. То есть – за 25 лет поверхность теряет около 3,5 миллионов квадратных километров лесной поверхности. Но с точки зрения энергетического баланса планеты это значит, что 0,5 % Земной поверхности изменит свое альбедо с 10 % до 20 % или до 30 % (в зависимости от того – что будет на месте леса). Это будет соответствовать увеличению энергетического баланса примерно на 0,02 ватта на квадратный метр за четверть века. По подсчетам IPCC, все изменение отражающей поверхности земной поверхности человеком за XX век (меньше лесов, больше полей, городов и дорог) изменило энергетический баланс Земли не более, чем на 0,2 ватта на квадратный метр. Мы помним, что в среднем Земля получает 240 ватт энергии на квадратный метр поверхности, то есть человек в худшем случае изменил альбедо поверхности планеты на 0,08 % (восемь сотых процента), что чрезвычайно незначительно.

Напротив, облака являются очень существенным фактором, влияющим на альбедо и, соответственно, на энергетический баланс планеты. Облачный покров отвечает за две трети (!) отраженной в космос солнечной энергии. Именно из-за облаков альбедо Земли достигает 30 %. Однако привычные нам облака – не такой простой феномен. Во-первых, они состоят из мельчайших частиц воды и льда разного размера, в разных пропорциях и на разной высоте. Все это приводит к вариации альбедо. Именно непредсказуемость образования облаков и отсутствие исторических данных по величине и толщине облачного покрова планеты являются основной проблемой климатического моделирования.

Что влияет на величину и на толщину облачного покрова? Пока выявлено 3 основных элемента, влияющие на конденсацию воды в атмосфере: само количество паров воды в атмосфере (ее влажность) и конденсирующие факторы внешнего (космическое излучение) и наземного характера (аэрозоли – естественные и искусственные).

Становится понятно, что:

• во-первых, изменение отражающей поверхности планеты (больше или меньше снега, воды, пустыни, растительности) сильно влияет на ее энергетический баланс. На самом деле, снижение альбедо всего на 1 % изменяет энергетический баланс Земли на 4 ватта на квадратный метр. Это то же изменение, которое получится, если концентрация парниковых газов в земной атмосфере увеличится в два раза;

• во-вторых, наиболее важным фактором земного альбедо являются… облака. Наука констатирует, что облачность в земной атмосфере меняется, но отслеживать это стало возможно только после открытия космической эры, и законы образования облаков разного типа в атмосфере пока не понятны ученым.

Сейчас, в начале XXI века, среднее «покрытие» облаками земной поверхности составляет примерно 50 %. Сколько было 100 или 50 лет назад – мы не знаем.

То есть мы понимаем, что заявления о существенном влиянии концентрации углекислого газа в атмосфере на радиационный баланс нашей планеты есть очень сильное и далекое от научного подхода упрощение.

Углекислый газ, содержащийся в атмосфере в промилях (тысячных долях – сегодня это 0,038 %) и поглощающий излучение на частотах, отличных от основных частот инфракрасного излучения Земли, вряд ли является основным фактором изменения температуры. По крайней мере – далеко не единственным.

Кроме углекислого газа, известного теперь всем из-за паранойи вокруг него, есть много других «атмосферных» факторов, вызывающих парниковый эффект, например – содержание воды в атмосфере, облака (и их форма).

Вода в атмосфере и форма облаков, ею образованных, – наиболее существенный фактор парникового эффекта, об этом почему-то никто не говорит…

Наверное, потому что с облаками все гораздо сложнее, чем с СO₂: не измерить их, не поймать и, самое главное, продать трудновато. Да и призывать к борьбе за снижение или увеличение количества облаков определенного типа – прямой путь не в парламент, и не в президенты, а в совсем другое, менее престижное, заведение.

Есть также другие «парниковые газы» (про метан я уже упоминал), есть вулканическая пыль, в атмосфере есть много чего, что отражает солничную радиацию. Просто наука не располагает долгосрочными статистическими данными о них, поэтому основной параметр, изпользуемый в климатических моделях глобального потепления – СO₂. Потому столько и разговоров о нем.

А ведь кроме состава атмосферы и создаваемого им парникового эффекта есть и другие, неатмосферные факторы, влияющие на температурный режим Земли и определяющие ее температурные циклы.

Теперь самое время рассмотреть весь механизм формирования климата планеты и заодно ответить на второй политически некорректный вопрос: а имеет ли место быть то самое глобальное потепление, которым нас всех пугают?

«А про океан забыли»

Атмосфера – наиболее краткосрочный регулятор температуры на континентах, где мы живем. Воздух – быстрореагирующая среда. Например, извержение вулканов, может вызвать (и в земной истории вызывало) быстрое изменение климата. То же самое может произойти (и на Земле происходило) от столкновения ее с крупным астероидом.

Такие катаклизмы действительно могут вызвать резкое изменение климата, но через несколько лет выброшенная в атмосферу пыль осядет и система найдет новый баланс.

Но кроме атмосферных факторов изменения климата нужно учитывать «неатмосферные». Например, мировой океан, покрывающий большую часть поверхности планеты.

Океан является среднесрочным регулятором температуры. Вода – иная стихия, у нее свои циклы: холодная вода, уходящая в пучину на юге Гренландии осуществит свое «кругосветное путешествие» и «всплывет» только через полторы тысячи лет. Поэтому, на изменения температуры поверхности воды Мировому океану нужно гораздо больше времени, чем атмосфере.

Мировой океан «связан» с атмосферой, и их термическое, химическое и даже механическое взаимодействие, значительным образом влияют на температурный режим суши.

Хорошим примером такого взаимодействия является Гольфстрим.

Вы удивитесь, но при моделизации поведения течения Гольфстрим, на самом деле, в странах Западной Европы ожидается скорее всего не потепление, а серьезное похолодание (но об этом в конце книги).

Гольфстрим формируется в тропических широтах, где солнечная радиация максимальна, и его нагретая вода переносит часть этого тепла к берегам Западной Европы. Вот почему зима в Западной Европе гораздо более теплая, чем у нас в России.

Этот феномен – только один из многих «компенсационных» механизмов в системе авторегуляции климата на нашей планете. Поскольку климатические механизмы «инерционны», то компенсация может пойти дальше стартовой точки и даже вызвать обратный эффект для всей системы.

Еще одно замечание, касающееся концентрации СO₂ в атмосфере и в Мировом океане. Тут наблюдается обратная причинно-следственная связь между температурой и концентрацией СO₂. Чем теплее Мировой океан – тем больше СO₂ переходит из воды в атмосферу. Принцип очень простой – тот же, что заставляет теплую бутылку с газированной водой (там тот же СO₂) шипеть и пускать пузыри. Вполне возможно, океан нагревается и выпускает в атмосферу большее количество СO₂. Об этом многие ученые говорят, то есть до сих пор непонятно – что причина, а что следствие в этой истории с углекислым газом.

Иначе говоря – суша, атмосфера и Мировой океан – это чрезвычайно сложная, уникальная система «сдержек и противовесов», созданная Природой. На протяжении миллионов лет эта система удерживает на поверхности Земли температурный режим, пригодный для жизни. Сводить эту гигантскую систему к одному фактору концентрации СO₂, а, вернее, к той его части, которую выделяет человек, – неразумное упрощение.

«И про солнце тоже не вспомнили»

Наконец, как можно забыть об основном и наиболее долгосрочном факторе климатических процессов на нашей планете – о Солнце. Оно ежедневно «сжигает» миллионы тонн водорода, преобразуя каждый его килограмм в энергию, равную 8 миллионам тонн нефти.

Современный температурный режим Земли есть результат того, что до нас доходит всего лишь 0,7 % энергии (менее 1 %), полученной в этой ядерной топке. А если завтра будет чуточку больше или чуточку меньше?

В физике принято говорить о «солнечной константе». Но на самом деле, с точки зрения энергетики, изначальное солнечное излучение непостоянно, его интенсивность меняется по не понятым пока наукой циклам, предположительн связанным с темными пятнами на его поверхности.

Эти циклы в активности Солнца были замечены уже давно. Их пик определяется большим количеством так называемых «темных пятен» на солнечной поверхности (обычно от 100 до 300 пятен). Темными пятнами называют зоны, более холодные, чем средняя температура поверхности звезды. Их температура около 4000 градусов по Цельсию, что значительно меньше «обычных» для нашей звезды 6000 тысяч градусов на поверхности фотосферы. Средний цикл появления и пропадания темных пятен на Солнце – от 9 до 13 лет (поэтому их называют в астрологии 12-летними циклами…).

Цикл солнечных пятен в европейской науке был впервые отмечен астрономом-любителем, а по профессии фармацевтом, Генрихом Швабом (в честь которого этот феномен и был впоследствии назван). Хотя есть доказательства того, что астрономы в Древнем Египте и в Древнем Китае подсчитывали солнечные пятна и делали выводы о грядущей погоде, разливах рек (что может иметь некий смысл).

Но вернемся ближе к современности. Точный подсчет солнечных пятен ведется в Европе ежегодно с 1610 года, что дает хорошую возможность проследить связь между солнечной активностью и климатом на Земле.

С XVII века замечено два ярко выраженных периода пониженной солнечной активности:

• полное отсутствие пятен в течение 70 (!) лет – с 1640 по 1720 год (этот период в известной нам жизни Солнца называют «минимумом Маундера»);

• очень малое количество солнечных пятен в течение 40 лет – с 1790 по 1830 год (период, называемый минимумом Далтона).

Период минимума Маундера европейская история вспоминает как «малый ледниковый период»: ледники в Швейцарских, Французских и Итальянских Альпах поглотили десятки горных деревень, Темза каждую зиму была покрыта льдом, мадам де Севинье в своих знаменитых письмах друзьям и дочери сетовала, что летом приходится топить дровами. Действительно, таких холодных лет в Европе никогда не было.

Годы минимума Далтона были чуть теплее в Европе, но это не спасло победоносную армию Наполеона, которая замерзла в России.

Казалось бы – чем больше пятен на Солнце, тем меньше должно быть излучение, но замеры электромагнитного излучения показывают зависимость обратную. Это еще один парадокс – чем больше на Солнце темных пятен, тем сильнее оно нас греет. Феномен обратной связи принято объяснять следующим образом – контуры темных пятен испускают очень интенсивное излучение, поэтому при наличии пятен общее солнечное излучение выше, чем без них.

Известно, что в 2009 году начинается новый цикл – американские ученые сигнализировали о начале появления солнечных пятен. С этой точки зрения, следующее десятилетие Солнце будет нагревать Землю сильнее.

Связь между солнечными циклами и климатом на Земле – очевидна. Ее подсчет до сих пор вызывает споры. По разным подсчетам, разница солнечного излучения между минимумом Маундера и началом XXI века – всего лишь от 0,25 % до 0,5 % (!). Так мало нужно Солнцу, чтобы нас «нагреть» или «заморозить».

Кроме того, при изменении солнечной активности меняется «солнечный ветер» и электромагнитное поле Земли. Электромагнитное поле, его еще называют «магнитосфера», – это еще один «скафандр», который наша планета использует для защиты от космического излучения.

Космическое излучение – это путешествующие в космосе частицы с высоким зарядом энергии. В основном это ядра атомов водорода (протоны) и ядра атомов гелия (альфа-частицы). Эти частицы несут электрический заряд, и поэтому могут быть захвачены электромагнитным полем Солнца или Земли. Попав в атмосферу, эти заряженные частицы сталкиваются с атомами составляющих ее азота и кислорода, что дает рождение радионуклидам (таким как углерод-14). Но самое важное, что эти частицы являются основной причиной образования ОБЛАКОВ.

В периоды низкой солнечной активности меньше космических лучей притягивается Солнцем и большее количество частиц попадает в земную атмосферу. Формируется больше облаков, увеличивается земное альбедо. Дальнейший механизм вам понятен. Больше солнечная активность – меньше облаков. Этот механизм влияния космического излучения на образование облаков был окончательно подтвержден совсем недавно – в 2005 году. Замеры ведутся только с 1985 года.

Отметим, что электромагнитное поле Земли, как и все, упоминаемое в этой книге, – не постоянно. Его интенсивность меняется. А еще периодически магнитосфера переворачивается.

Кроме того, дистанция, разделяющая Солнце и Землю, меняется так же, как и угол наклона земной оси, что изменяет общее количество излучения, «полученного» планетой, и влияния «солнечного ветра» на земное электромагнитное поле.

А Земля еще и вертится…

Да, она все-таки вертится, и это тоже влияет на климат.

Принято считать, что дистанция от Солнца до Земли – 150 миллионов километров, то есть одна астрономическая единица (вспомним парсеки братьев Стругацких…).

Но на самом деле это, как и вся информация, доносимая до народных масс, – упрощение. Несмотря на то что небесная механика имеет много «констант», земная орбита вокруг Солнца – непостоянна. Гравитация тел Солнечной системы (в основном это влияние Луны, как самого близкого тела, и Юпитера, как самого массивного) периодически меняет ее эксцентричность. Эксцентричность эллиптической орбиты Земли варьируется с коэффициэнтами от нуля до 7 %.

Изменение эксцентричности земной орбиты – долгосрочный и периодичный феномен, с определенным циклом примерно в 100 тысяч лет (от 80 до 100) и с предполагаемым наукой циклом в 400 тысяч земных лет. Этот цикл и теория его влияния на климат Земли («теория астрономического форсажа») были описаны сербским математиком Милютином Миланковичем, и впоследствии развиты и проверены французским климатологом Андрэ Берже. Отметьте пока просто, что эти астрономические циклы земной орбиты в 100 000 лет на удивление точно совпадают с периодичностью ледниковых периодов на протяжении последнего миллиона лет.

Вариация эксцентричности до 7 % кажется небольшой, но она, с вышеуказанной периодичностью, меняет дистанцию нашей планеты от «солнечной печки» от 129 до… 187 миллионов километров, то есть на треть (!).

А это – огромная дистанция с точки зрения энергетического баланса: энергия, полученная Землей в разных точках, может изменяться от 10 до 30 % (!) в зависимости от выбранного Землей орбитального цикла, то есть от удаленности от Солнца. Этот долгосрочный энергетический плюс или минус на порядок превышает влияние СO₂.

Еще один важный момент для понимания глобального потепления, о котором почему-то никто не говорит: на протяжении миллионов лет все существенные изменения температуры (потепления и похолодания) происходили только в Северном полушарии, от полюса до широты Гренландии. В Южном полушарии и в Антарктиде эти изменения температуры были либо слабыми, либо отсутствовали вообще.

Объяснений этому факту пока нет, но, скорее всего, это связано с углом наклона нашей планеты. На самом деле, земная ось (воображаемая линия, вокруг которой планета вращается) наклонена.

Именно поэтому интенсивность полученного солнечного излучения неодинакова в Северном и Южном полушариях. Зима в Южной Америке, на одинаковых широтах с Северной, гораздо более мягкая, а лето – менее жаркое. Иначе говоря, климат в Южном полушарии более мягкий, чем в Северном.

Наклон земной оси (наша планета лежит «на боку» после столкновения с гигантским метеоритом в еще совсем древние времена) принято считать константой – 23 градуса, но это тоже упрощение.

На самом деле, наклон земной оси непостоянен, он меняется между 22 градусами и 25,5 градуса с периодичностью в 40 000 лет.

Это меняет количество солнечной энергии, полученной на полюсах (в экваториальной зоне наклон земной оси практически не меняет интенсивности солнечного излучения).

Но и это еще не все: земной шар – не есть правильный шар, а шар «приплюснутый». Сила гравитации, приложенная к «приплющенной» планете, меняет ее ось. Это происходит с периодичностью в 25 000 лет. Земля, как гигантская юла, меняет направление своей оси. Именно поэтому через 10 000 лет Полярная Звезда, по которой плавали и сегодня плавают мореходы еще с эпохи Великих географических открытий, уже не будет указателем Северного полюса. Полярная ось Земли к этому времени будет указывать на звезду Вега.

Это тоже имеет влияние на климат полярных и приполярных областей, которые с циклом в 25 000 лет получают разное количество тепла.

Но и это еще не все… но дальнейшие детали говорят только об одном – это очень сложная система, меняющая количество солнечной радиации, полученной планетой. Ну а про то, как и по каким циклам меняется интенсивность солнечного излучения, мы уже знаем (читали в этой же главе выше).

Что нужно понимать в вопросе «что и когда меняет климат на планете?»

Всеобъемлющего научного объяснения глобальным изменениям климата на Земле нет, есть различные теории и их комбинации.

Климатическая система Земли признана наукой самой сложной системой, которая только может быть в нашем мире. Климатическая система не только взаимодействует с внешними факторами (Солнце, Луна, другие планеты, космическое излучение, астероиды), но и производит самостоятельно (внутри себя) изменения и импульсы (взаимодействие атмосферы, океана, суши, тектоники, магнитного поля), способные изменить ее состояние.

СO₂, пропорция которого в атмосфере не более 400 миллионных и молекула которого пропускает до 90 % инфракрасного (теплового) излучения Земли в космос, вряд ли является основным парниковым газом. Молекулы воды (облака) могут иметь гораздо большее влияние на радиационный форсаж планеты за счет своего альбедо и за счет отражения энергии на частоте, совпадающей с основной частотой земного излучения (10,5 микрометров). Этот феномен пока малоизучен.

Зато очевидно, что астрономические факторы, а особенно их сочетания, влияют на радиационный режим нашей планеты – весьма и весьма существенно.

Сравнения этих астрономических параметров и проверенных по ледовым дневникам климатических периодов Земли в прошлом подтверждают это влияние.

Например, 130 тысяч лет тому назад эксцентричность земной орбиты была 4 %, а наклон земной оси был более ярко выражен, чем сейчас (23 градуса 48 минут). Такое сочетание должно было дать Северному полушарию дополнительное солнечное излучение на 13 % больше, чем сейчас. Что говорят ледовые архивы? По данным ледникового бурения, температуры того периода были на 5 градусов выше, чем сегодня. И именно тогда и начался предпоследний межледниковый период, и климат был гораздо более теплый, чем сейчас.

Что мы наблюдаем через 10 тысяч лет, то есть 120 тысяч лет тому назад? Эксцентричность земной орбиты менее существенна, и угол наклона земной оси гораздо меньше (22 градуса). Северный полюс получает на 10 % тепла меньше, чем сегодня. В это время опять началось последнее оледенение.