Игор Карол Андрей Киселев. Игор Карол. Климатични парадокси

Одобрен за публикуване от Научно-редакционния съвет на проекта „Наука и мир” Председател - В. А. Садовничи Заместник-председател - С. Н. Деревянко и И. В. Илин Членове на Съвета: И. А. Алешковски, А. И. Андреев, Н. Н. Андреев, К. В. Анохин, Е. Л. Вартанова, K. S. Derevyanko, B. L. Eremin, Yu. М.А. Кронгауз, В.В. Лунин, Е.И. Майорова, Д.Е. Перушев, А.Е. Петров, В.А. Шмид, Я. Л. Шрайберг, А. Ю. Шутов, В. Л. Янин Научно-образователен проект „Наука и мир” е основан през 2009 г.Водещ редактор на проекта Н. Красинская

Към читателя

Нашата книга е посветена на съвременния климат на Земята. По тази тема се изписа много през последните години. И следователно въпросът за целесъобразността на нов подход към него е логичен. Нека представим следните аргументи в полза на необходимостта ние, климатолозите, да напишем книга днес. Първо, климатът се променя и то доста интензивно. Това се потвърждава не само от нашите субективни усещания, но и от данни от наблюдения (мониторинг, включително сателит), получени на непрекъсната основа. Броят на природните бедствия расте. Тези промени се случват около нас, в средата, в която живеем, и следователно засягат пряко всички, което прави невъзможно заемането на удобна позиция на външен наблюдател. Казано на езика на капитан Жеглов, тук имаме „любов с лихва“...

Второ, задачата за намиране на причините за изменението на климата е по-спешна от всякога. Ако механизмите, които определят поведението на климатичната система на Земята, бъдат надеждно идентифицирани, бъдещите климатични промени могат да бъдат успешно прогнозирани и с течение на времето може би тези промени могат да бъдат насочени в желаната посока. Изкусителен? Разбира се, но... Има много теми от голям обществен интерес, по които повечето хора се смятат за запознати. Казват, че всеки от 190 милиона бразилци има своя собствена версия на непобедимия национален отбор по футбол в главите си и всеки италианец е сигурен, че само той знае „най-правилната“ рецепта за приготвяне на пица. Разбира се, не всички говорят за причините за промените в съвременния климат, но астрономи и географи, математици и историци... чиновници и екстрасенси ще дадат „свеж поглед“ на проблема. Темата е особено популярна сред геолозите. Разбира се, климатолозите нямат изключителното право да формулират хипотези за пружините на механизмите, променящи климата. Но всяка хипотеза трябва не само да бъде формулирана, но и подкрепена с факти и изчисления; тя също не трябва да противоречи на съществуващите основи на климатологията. За съжаление, специалистите в сродни дисциплини, което е съвсем разбираемо, не „държат пръста си на пулса“ на най-новите изследвания в областта на климатологията и метеорологията, в резултат на което техните „астрономически“ или „геоложки“ теории са задължително вкоренени в сферата на дейност на автора, а за теориите за подсилване се избират само данни от мониторинг, съответстващи на тях. Умишлено не персонализираме и не излагаме подобни теории, имайки предвид опита на древните, решили да забравят Херострат...

Трето, нашата книга резонира с „праведния труд“ на много журналисти и художници. Общественият интерес към проблема с изменението на климата поражда съответно предложение. И сега, на върха на този интерес, се появяват няколко филма-катастрофи и има безброй телевизионни предавания и статии в печатните медии. В същото време квалифицираните оценки на специалистите се възприемат непринудено, без много емоции и остават почти незабелязани. Но колкото по-нелепа е изразената „теория“, толкова по-голямо е вълнението в пресата. Ясно е, че тук преобладава принципът „парите не миришат”. Но хората у нас, традиционно свикнали да се доверяват на печатното слово, са ощетени сериозно. Някои приемат подобни публикации за чиста монета, други, напротив, губят доверие и формират безпристрастно мнение за „учените“, които говорят пълни глупости, трети, запознавайки се с две или три противоречиви абсурди, престават да се интересуват от проблема изобщо („нека първо се споразумеят помежду си и тогава дават интервю“). Очевидно е също, че потокът от подобни спекулативни опуси води до неизбежен спад на и без това ниския престиж на науката и просто на знанието в Русия.

И накрая, въпреки изобилието от публикации в „малък формат“, посветени на изменението на климата (бележки, интервюта, статии и др.), има... недостиг на книги на тази тема. А именно книги, т.к само в книжен форматвъзможно е да се предостави на читателя необходимото количество информация и да се обхване цялата плетеница от взаимодействия на процеси, които влияят върху климата на нашата планета.

Водени от горепосочените мотиви, в тази книга се опитахме да кажем „истината, цялата истина и нищо освен истината“ за съвременния климат на Земята, за явленията, които формират климата, тенденциите в изменението му, влиянието на състоянието на природната среда в различни сфери на човешката дейност, за това как по-вероятноклиматът ще се промени в близко бъдеще и как това ще се отрази на ежедневието ни. В него няма да намерите преувеличени усещания и истории за нови фундаментални закони, сравними по важност, например със закона за всемирното привличане. Но ще научите за етапи в развитието на климатологията, както и много интересни факти, случили се по нейния исторически път.

Благодарности

Благодарни сме на персонала на Главната геофизична обсерватория на името на. А. И. Воейкова на кандидатите на физико-математическите науки Юрий Едвинович Озолин и Елена Ивановна Хлебникова, които станаха първите читатели и симпатични критици на нашия ръкопис.

В книгата са използвани илюстрации от докладите на Междуправителствената група по изменение на климата от 2001 г. и 2007 г. (http://www.ipce.ch/) и Доклад за характеристиките на климата в Руската федерация за 2010 г. (http://www. meteorf.ru/).

Глава първа
Когато казваме „климат“, имаме предвид „време“

Не се карайте на времето - ако не се промени, девет от десет души няма да могат да започнат нито един разговор.

Ф. Хъбард

Климатът в Ирландия е невероятен, но времето го съсипва.

Тони Бътлър

Време и климат: каква е разликата между тях

Отдавна е отбелязано: ако трябва да поддържате разговор, но, за късмет, не можете да намерите тема - говорете за времето. Това е печеливша опция: в крайна сметка всички присъстващи са заинтересовани и до известна степен са осведомени. През последните години интересът на хората към този фактор, който до голяма степен определя нашето съществуване, се е увеличил многократно, за което има доста обективни предпоставки.

Първо, доскоро хората възприемаха времето като даденост свише, независеща от волята им и принуждаваща ги да се адаптират към нея. Но днес, до голяма степен благодарение на истинския пробив в областта на компютърните технологии и сателитните наблюдения, човечеството има възможност да изучава изчерпателно процесите на формиране на времето и климата, причините за техните промени, а също и в известна степен, макар и пренебрежимо малка, да повлияе на тези процеси (като пример - предотвратяване на валежи по време на честването на дните на града в Москва и Санкт Петербург).

Второ, броят на хората, които пътуват на дълги разстояния – бизнес, туризъм и т.н., се е увеличил рязко между другото само през 2010 и 2011 г. Около 12 и 14,5 милиона, съответно, са извършили задгранични пътувания, т.е. всеки дванадесети наш сънародник. За да избегне неприятни изненади, пътникът трябва да съобрази своята програма и екипировка с метеорологичните условия на местоназначението си.

На трето място, информацията, натрупана по време на изследването, показва, че климатът се променя, още повече, че скоростта на промяната му през 20 век. бяха безпрецедентно високи. Последното обстоятелство стана повод за сериозна загриженост и днес само мързеливите не говорят за климата. Със съжаление обаче трябва да констатираме очевидното несъответствие между важността на проблема (все пак говорим за „здравословното“ на нашата жизнена среда!) и лекотата на преценката, а понякога и некомпетентността, която мн. хора, включително много уважавани публикации и телевизионни канали, са виновни, когато го обсъждат.

„Горещото лято на 2010“ също има значителен принос за „подгряване“ на интереса към този проблем. Почти всеки ден донесе рекордни температури на европейската територия на Русия: +38,9 °C – 28 юни във Воронеж; +35,5 °C – 21 юли в Тула; +38,1 °C – 27 юли в Орел; На 28 юли московският рекорд, който се държи от 1981 г., падна - сега е +38,2 °C. А на 12 юли калмикската метеорологична станция Utta регистрира максималната температура за целия период на наблюдение в страната от +45,4 °C. В Санкт Петербург рекордът остана, но стъклената Кула на мира, подарена от Франция за 300-годишнината на града, се спука от жегата. Не е изненадващо, че през този период навсякъде се говори за „глобалното затопляне“.

Междувременно няма повече причина да считаме тази почти двумесечна знойна жега за очевидно доказателство за глобалното затопляне, отколкото, да речем, да обявим предварително шампиона на отбора, спечелил първите пет мача от планираните петдесет. Парадокс? Въобще не! Факт е, че в ежедневието понятията „време“ и „климат“ често се приравняват, но това е неправилно. Перифразирайки леко най-известния руски специалист в областта на геофизиката, академик А.С.Монин, можем да определим климат как съвкупността от всички метеорологични условия, наблюдавани в определен район за определен дълъг период от време. Освен това такава „конкретна територия“ може да бъде или отделен регион (например Вологда), или целият Западен Сибир или Южна Америка, както и цялото земно кълбо. Но дори и ученик знае: на север е студено през зимата, горещо на юг през лятото, жега и дъжд в тропиците, сняг и лед в полярните зони през цялата година. Следователно, като обсъждаме климата на сравнително малък регион в глобален мащаб, можем да получим доста пълно разбиране на неговите характерни черти и характеристики. Въпреки това, описанието на континенталния и особено глобалния климат неизбежно е изпълнено със загуба на много нюанси (например средната годишна температура на въздуха на земното кълбо на повърхността, изчислена, като се вземат предвид по-специално антарктическите и тропическите температури, е подобна на средната температура в болница) и е подходяща само за изучаване на най-общите модели на климата на нашата планета.

Горната дефиниция на климата съдържа доста неясно указание за периода на наблюдение. Всъщност какъв период от време трябва да се счита за „дълъг“ - месеци, години, десетилетия? Не трябва да е твърде кратък, тъй като тогава както смяната на сезоните, така и необичайно гореща (или студена) година ще трябва да бъдат признати за промени в климата, дори ако много предишни и следващи години са били близки до нормалните. От друга страна, използването на достатъчно дълъг период от време (например век) също едва ли е възможно, дори само поради липсата на широка мрежа от станции, които извършват ежедневни измервания по целия свят през такъв период. Следователно оптималният избор е някъде по средата.

Защо обратното броене до днес се води точно до вече далечната 1990 г., а например не до 2000 или 2010 г., има право да попита читателят. В една доста консервативна СМО традиционно се смята, че е неуместно да се променят границите на избрания интервал преди неговото завършване (както, да речем, е недопустимо да се информират футболисти на полувремето на мача, че второто полувреме ще се играе по към правилата за баскетбол или хокей). Има известна причина за това: резултатите от различни изследвания се свеждат до един „знаменател“, който е добре известен на всички и е удобно да ги сравнявате и анализирате. Така че появата на нови граници на тридесетгодишния период, официално препоръчан от СМО, ще трябва да изчака до 2020 г., въпреки че в научните периодични издания вече има работи, в които периодът 1980–2010 г. се счита за „стандартен“ период. Несъмнено изборът на времеви период носи в себе си елемент на произвол: защо точно 30 години? След Международната геофизична година, проведена под егидата на ООН през 1957 г., световната общност предприе успешни стъпки за създаване и развитие на световна система за мониторинг на околната среда, включваща редовно наблюдение на метеорологичните елементи - температура на въздуха, атмосферно налягане, скорост и посока на вятъра , валежи и др. - не само близо до земята, но и на височини. По този начин, по времето, когато горната препоръка беше приета, вече съществуваше доста пълна банка от метеорологични данни, обхващаща приблизително тридесетгодишен период на измервания. Като дадете воля на въображението си, можете да сравните климата с дебел откъсващ се календар, предназначен за 30 години, където всеки лист съответства на времето в деня, посочен на него.

Въз основа на това определение прибързаните заключения на обикновените хора, изтощени на слънце („Това е глобално затопляне и тогава ще бъде още по-лошо!“) или треперещи в 30-градусов студ на автобусна спирка („И те говорят за някакво глобално затопляне?“) ще го запишем като вълна от емоции и... съвсем простима некомпетентност. В тези бележки, забележете, че основната дума е „затопляне” (тук и сега!), а определението „глобално” се добавя без замисляне, следвайки вкоренено словесно клише. Но в устата на специалист и двете думи са еднакво важни. В 2010 средата на юлитемпературата на въздуха в Москва надхвърли средната климатична температура (т.е. средната през юли за 30 години) със 7,8 °C - това е много, но... За да получите „юлска добавка“ към Москва средно годишнотемпература, трябва да я разделите на броя на месеците в годината (7,8 °C: 12 = 0,65 °C). Ако искаме да намерим дела на тази „добавка от юли“ в глобаленсредна годишна температура, ще трябва отново да разделим - сега на броя на метеорологичните станции, пръснати по света, наброяващи хиляди, и в резултат този дял ще бъде нищожен.

В същото време измерванията показват повишаване на глобалната средна годишна температура - същата, която е подобна на "средната за болниците" - от началото на 20 век. до настоящето с приблизително 0,7 °C (фиг. 1), което означава, че е регистрирано постоянно повишаване на температурата в повечето метеорологични станции, работещи през последния век. Нека специално да отбележим: това е мнозинството, тъй като има региони на земното кълбо, в които не е имало стабилно повишаване на средната годишна температура, въпреки че средно по целия свят средната годишна температура се е повишила.

Ориз. 1. Изменение на средната годишна глобална приземна температура на въздуха спрямо средната за 1961–1990 г. Осреднена крива, кръгове – стойности на отделните години

Нека обобщим казаното. През миналия век средната годишна температура на повърхността на Земята в някои географски местоположения нараства по-бързо, в други по-бавно, а понякога дори намалява. Този растеж не беше монотонен: след няколко години на повишаване температурата можеше да се понижи, след това отново да се повиши и т.н. (фиг. 2). Но когато всички данни за средните годишни температури „на земята“ бяха събрани заедно и от тях беше намерена средната годишна температура - средната по цялата повърхност на земното кълбо, се оказа, че тя се е увеличила значително. И това явление (и само това!) е това, което климатолозите наричат „глобално затопляне“.

Ориз. 2. Средногодишни аномалии на приземната температура на въздуха (°C) за руските региони за 1936–2010 г. Осреднени криви; прави линии илюстрират скоростта на повишаване на температурата през периода 1976–2010 г.

Сега нека се обърнем отново към разговорите за времето. Почти сигурно ще съдържа „добри“ думи, адресирани до синоптиците. Според един неизвестен остроумие „синоптикът е човек, който греши само веднъж, но всеки ден“. Той е повторен от известния Ален Шефилд: „Метеорологията е научната основа за неправилни прогнози.“ Може би ще се ограничим до тези две преценки, въпреки че такива велики умове като Оскар Уайлд, Марк Твен, Джеръм Клапка Джером, Станислав Йежи Лец говориха по същата тема. Разбира се, всеки е ставал жертва на несполучливи прогнози за времето и тази чаша не е подминала и авторите на тази книга. Това обстоятелство обаче няма да ни попречи да кажем няколко думи в защита на хората, които всеки ден старателно събират, обработват и анализират оперативна метеорологична информация, за да ни подскажат навреме какви изненади ни очакват от времето в най-близко време. бъдеще.

Да започнем с баналното: има несравнимо по-точни прогнози за времето от грешните. Косвено признание за този факт е, че дори след провалени прогнози, ние проявяваме интерес към следващата и често планираме действията си в съответствие с нея. Признайте си, бихте ли направили това, ако късметът съпътства синоптическите оракули само в един или два случая от десет?

Следващата мисъл най-вероятно ще предизвика искрено недоумение на читателя: една абсолютно правилна прогноза доста често се възприема от потребителя като погрешна. И ето защо. Обикновено прогнозата се дава за доста големи територии - градове, региони или големи територии. Разбира се, ако има продължителна облачност, е проблематично да се направи грешка относно непосредствените перспективи на дадена област. Ами ако има облаци на небето - всичко е в безпорядък и няма достатъчно за всяко село? Как в този случай жителите на поръсеното от дъжд село „А” и съседното село „Б”, в които не е валяло, ще реагират на прогнозата „дъжд”? По различни начини... Потребителят винаги ли е прав? Едва ли в обозримо бъдеще някой от нас ще има шанса да чуе подобна прогноза: „Утре в Кривоколенни алея в гр. Н-ска ще вали проливен дъжд от 15 часа. 34 мин. до 17ч. 18 мин." Уви, такава точкова прогноза е празна мечта.

От време на време обаче синоптиците грешат. Нека се опитаме да разберем защо. Има три различни подхода за правене на прогноза. Първият от тях се основава на решаването на система от диференциални уравнения. Уравненията са толкова сложни, че е практически невъзможно да се получи точното им решение. Компютрите помагат, позволявайки, с цената на някои опростявания, да се намери решение, „близо до истината“. При втория подход прогнозата се основава на уменията и опита на конкретен прогнозист, който, анализирайки карти на текущото (измерено) състояние на най-важните метеорологични величини („предиктори“) и тяхната променливост, прави своята „присъда“. .” Третият подход е „примитивисткият”. В малко опростена форма същността му е следната. В метеорологичните станции много характеристики се измерват няколко пъти на ден: температура, влажност на въздуха, атмосферно налягане, скорост и посока на вятъра, облачност и др. След това всички получени данни се архивират (напоследък се въвеждат в мощен компютър - не само настоящ, но и датиран няколко десетилетия по-рано). За да направи прогноза за следващия ден, компютърът преминава през всички налични опции в архива, търсейки съвпадение на метеорологичните характеристики, които се срещат в текущия ден. При достатъчно богат архив със сигурност ще се намери такова съвпадение. Да предположим, че метеорологичните характеристики на 4 юли 2012 г. и 18 юни 1982 г. съвпадат. Извличаме данни от архива за 19 юни 1982 г. и прогнозата за 5 юли 2012 г. е готова! Идеята за третия подход не е нова, но нейното прилагане стана възможно едва след въвеждането на високоскоростни изчислителни системи, тъй като човек не може бързо да сортира десетки хиляди набори от ежедневни данни. Въпреки че като цяло народните знаци могат да се считат за предшественик на третия подход.

Ситуацията, която причинява най-малко проблеми на синоптиците, е когато даден регион е доминиран от циклон или особено от антициклон (области съответно с ниско и високо налягане). Много по-малко сигурна е ситуацията, в която еквивалентен циклон и антициклон се конкурират помежду си; става съвсем гадно, ако това съперничество се проточи дълго време. В последния случай времето може дори да се промени няколко пъти в рамките на един ден. Е, кажи ми, къде да се скрие горката синоптичка от справедливия гняв на народа? Интуицията на професионалист, развита през годините, може частично да спаси ситуацията.

Друг източник на синоптични грешки е дългото време на прогнозата. Практиката показва, че прогнозата за три дни по-често отговаря на реалността, прогнозата за 5-7 дни - възможно е да се сбъдне, но на прогноза за 10 дни или повече може да се довери само човек, който непоклатимо убедени в изключителната дарба на ясновидство сред служителите на Хидрометеорологичния център.

Нека илюстрираме ситуацията с предварителното прогнозиране с примера на стрелба по мишена (фиг. 3). При изстрел траекторията на куршума неизбежно ще се отклони от правата линия, свързваща върха на оръжието и центъра на целта - точка "0". Докато целта е разположена достатъчно близо, куршумът все още ще уцели размерите си. Въпреки това, когато целта се отдалечава от стрелеца, разстоянието между мястото, където куршумът удря целта, и точката „0“ ще се увеличи и в даден момент куршумът ще пропусне целта. Сега нека си представим, че трите изобразени цели са действителни метеорологични условия, които ще се появят съответно след 1, 5 и 10 дни, а траекторията на куршума е прогноза, направена днес въз основа на данни от вчерашни измервания. С увеличаването на времето за изпълнение на прогнозата, грешките, присъщи на самата прогноза, се натрупват до десетия ден и нейното качество бързо намалява.

Ориз. 3. Илюстрация на зависимостта на степента на точност на предварителна прогноза от нейното време

Според практикуващите синоптици 15 дни е максималният срок, за който на теориядопустимо е да се даде прогноза (в този случай говорим за европейската територия на Русия. На други места с повече или по-малко стабилно време тези периоди може да са различни, но на Малдивите същата температура остава почти през цялата година - около +28 °C, а местните жители изобщо не се нуждаят от прогноза за времето...).

Защо точно 15 дни? Строгото обосноваване на това твърдение изисква познаване на основите на механиката на течностите. Нека не навлизаме в подробности и отново да прибегнем до аналогия. Всеки от нас, наблюдавайки летящ самолет, видя следа, която се влачи зад него, състояща се от продукти на изгаряне в самолетни двигатели. Първоначално такава следа изглежда като ясна линия, но скоро линията започва да се размива и след няколко минути напълно изчезва от погледа. В момента на излизане от дюзата на самолета всички частици от продуктите на горенето основно продължават да се движат със същата скорост и в същата посока, като извършват организирано движение. Тогава обаче тези новопристигнали частици в атмосферата, изложени на напълно неподредени турбулентни потоци, се смесват с частиците на фона на въздуха и шлейфът престава да съществува. Има много причини за възникването на турбулентни движения, например неравности и разнородност на земната топография, горски пожари и др. В повечето случаи в атмосферата подредените потоци имат по-голяма мощност от турбулентните потоци, но това не означава че последните не играят съществена роля в атмосферната циркулация. Предвид правилните скорости на въздушните течения, съществуващи в атмосферата, организираното движение се унищожава от турбуленция приблизително за същите 15 дни. И прогнозирането на поведението на полученото хаотично движение е безполезна задача.

Връщайки се към времето на европейската територия на Русия, отбелязваме, че този регион се характеризира с редовно нахлуване на въздушни маси от запад, от Атлантическия океан. Ако въздушна маса се движи над земята на Западна Европа, тя се затопля и „изсъхва“. Ако маршрутът му минава през Скандинавия (1) или Средиземно море (2), то става по-влажно и по-студено (в първия случай) или по-влажно и по-топло (във втория). Типична ситуация за европейската територия на Русия е, когато една такава маса „бърза да замени друга, давайки“ на конкурент 2-4 дни.

Всичко по-горе се отнася за прогнозите за времето. Какво ще кажете за климатичните прогнози? Предвиждаме укора на внимателния читател: „Ако „те“ с половин уста прогнозират времето за утре, подписват, че са напълно безсилни да го предскажат дори за месец, тогава какво да кажем за периоди, изчислявани в години и десетилетия!“

Така че предвиждането на изменението на климата е в известен смисъл по-лесно от прогнозирането на промените във времето. Всички явления, случващи се във въздуха, водата и на земната повърхност, са строго подчинени на законите на природата, много от които са ни добре познати. И следователно, ако направената прогноза не противоречи на нито един от тези закони, тя има много добри шансове да се реализира. Моля, имайте предвид, че за разлика от прогнозата за времето, в този случай не говорим за изпълнение на прогнозата до определена дата. Предсказаното може да се случи няколко години по-рано или, обратно, да закъснее, но определено ще се случи!

Нека обясним тази теза с един прост пример. Момчетата пуснаха две лодки по реката (фиг. 4). Първият от тях, озовавайки се в средата на реката, безпрепятствено следва надолу по течението до условната точка „А“, докато вторият се приковава към рекичката, след това пада във водовъртеж и едва тогава, много по-късно от първия, достига до същата точка "А". Но го постигнах!

Ориз. 4. Илюстрация на въпроса за успеха на климатичните прогнози

Когато говорим за прогнози за изменението на климата, трябва да се споменат два важни аспекта. Първо, има срокове, за които по принцип е възможно да се правят такива прогнози, въз основа на информация за състоянието на климата днес и в миналото (климатолозите в случая говорят за предвидимостклимат). Ясно е, че няколко десетилетия се вписват добре в такива времеви граници, но едва ли е реалистично да се оцени какъв ще бъде климатът през 4-то хилядолетие. Предсказуемостта на климата очевидно зависи от това колко точно познаваме първоначалното му състояние ( предвидимост от първи вид) и от външни въздействия върху него през периода, обхванат от прогнозата ( предвидимост от втори вид).

За да илюстрираме казаното, нека сравним предвидимостта на климата с промяната във финансовото състояние на даден бизнесмен през следващите три месеца. Размерът на банковата му сметка след три месеца ще се определя от сумата в сметката му днес, т.е. в началния момент (аналог на предвидимост от първи тип), както и от приходите и разходите през тези три месеца, както планирани, така и , вероятно, неочаквано. По правило не е трудно да се изчислят планираните операции, по-лошо е, когато възникнат непланирани („външни“) обстоятелства (аналог на предвидимост от втори тип). Последствията от такива външни обстоятелства могат да бъдат или незначителни и краткосрочни, или значителни, водещи до фалит.

Когато всъщност прогнозираме изменението на климата, ние винаги знаем приблизителенпървоначално състояние и не знаем нищо за много бъдещи външни влияния. Например, невъзможно е да се предвиди къде, кога и колко силни ще бъдат вулканичните изригвания през 2020 г. Тук стигаме до втория важен аспект: прогнозата е оценка на изменението на климата под влияние на „неслучайни“ процеси ( „изчисляване на планираните операции“ в горния пример). Случайните процеси обаче могат значително да изкривят тази оценка! И тук на помощ идва математическата статистика. По-конкретно, продължавайки примера с вулканичните изригвания, отбелязваме наличието на бази данни, съдържащи информация за тяхното годишно количество, местоположение, размер и химичен състав на вулканичните емисии, както и оценки на въздействието на тези емисии върху климата, предимно върху въздуха температура. След това, ако приемем, че вулканичната активност през 2020 г. ще бъде близка до средната за последните десетилетия, можем да направим корекции в оценката на бъдещото изменение на климата. В действителност обаче вулканичната активност през 2020 г. вероятно ще бъде малко по-различна от тази средна.

Следователно всяка климатична прогноза е оценка най-вероятноизменението на климата. За да се даде представа за по-малко вероятни, но напълно възможни отклонения от такава оценка, границите на грешката на климатичната прогноза са посочени едновременно.

Разбира се, твърде рано е да биете барабаните - вероятността прогнозата за климата да е грешна е доста висока. Първо, както знаем, човешката природа е да прави грешки. Той може да подцени или надцени мащаба на дадено явление или неговата интензивност или просто да „загуби“ нула в изчисленията. Второ, забележителният френски математик Пиер Лаплас веднъж каза: „Това, което знаем, е ограничено, но това, което не знаем, е безкрайно.“ Следователно непознаването на някои закони на природата на сегашния етап от развитието на науката може временноводят ни до грешни заключения. При всичко това е необходимо да се разбере, че успешното прогнозиране на изменението на климата е от изключително значение, тъй като днес вече се вземат много икономически и политически решения с оглед на очакваното му състояние.

И така, надяваме се да усетите разликата между понятията „време“ и „климат“. Да оставим грижите за метеорологичните условия на Хидрометеорологичния център и да продължим нашия разказ за климата.

Прогнозата за всеки следващ ден се основава на предположението, че данните за предходния ден са без грешки (което, разбира се, не е така!). Примитивен пример: нека се натрупа грешка от 1 °C през първите 4 дни, но когато се прогнозира за петия ден, температурата за четвъртия ден се счита за вярна (т.е. грешката е нула), прогнозата за петия ден сам по себе си ще даде своя относително малка грешка, например 0,3 °C, но като се вземе предвид грешката, натрупана през предходните дни, общата грешка вече ще бъде 1 + 0,3 = 1,3 °C и т.н.

За добра прогноза са необходими точни стойности на температурата на въздуха на земната повърхност, водата на повърхността и в дълбочина, влажността, разпределението на облаците хоризонтално и вертикално, атмосферното налягане, концентрацията на химичните компоненти на въздуха и водата и др. и т.н. в началната – начална – точка във времето. И всичко това във всяка една от хилядите точки на земното кълбо. Абсолютно нереалистично е да има достоверни данни за всичко това! Но ако вместо това поставим „лоши“ данни в модела, тогава прогнозата ще бъде лоша.

Игор Карол Андрей Киселев

Наука и мир –

Игор Леонидович Карол, Андрей Александрович Киселев

Климатични парадокси. Ледена епоха или изпепеляваща жега?

Към читателя

Второ, задачата за намиране на причините за изменението на климата е по-неотложна от всякога. Ако механизмите, които определят поведението на климатичната система на Земята, бъдат надеждно идентифицирани, бъдещите климатични промени могат да бъдат успешно прогнозирани и с течение на времето може би тези промени могат да бъдат насочени в желаната посока. Изкусителен? Разбира се, но... Има много теми от голям обществен интерес, по които повечето хора се смятат за запознати. Казват, че всеки от 190 милиона бразилци има своя собствена версия на непобедимия национален отбор по футбол в главите си и всеки италианец е сигурен, че само той знае „най-правилната“ рецепта за приготвяне на пица. Разбира се, не всички говорят за причините за промените в съвременния климат, но астрономи и географи, математици и историци... чиновници и екстрасенси ще дадат „свеж поглед“ на проблема. Темата е особено популярна сред геолозите. Разбира се, климатолозите нямат изключителното право да формулират хипотези за пружините на механизмите, променящи климата. Но всяка хипотеза трябва не само да бъде формулирана, но и подкрепена с факти и изчисления; тя също не трябва да противоречи на съществуващите основи на климатологията. За съжаление, специалистите в сродни дисциплини, което е съвсем разбираемо, не „държат пръста си на пулса“ на най-новите изследвания в областта на климатологията и метеорологията, в резултат на което техните „астрономически“ или „геоложки“ теории са задължително вкоренени в сферата на дейност на автора, а за теориите за подсилване се избират само данни от мониторинг, съответстващи на тях. Умишлено не персонализираме и не излагаме подобни теории, имайки предвид опита на древните, решили да забравят Херострат...

Трето, нашата книга резонира с „праведния труд“ на много журналисти и художници. Общественият интерес към проблема с изменението на климата поражда съответно предложение. И сега, на върха на този интерес, се появяват няколко филма-катастрофи и има безброй телевизионни програми и статии в печатните медии. В същото време квалифицираните оценки на специалистите се възприемат непринудено, без много емоции и остават почти незабелязани. Но колкото по-нелепа е изразената „теория“, толкова по-голямо е вълнението в пресата. Ясно е, че тук преобладава принципът „парите не миришат”. Но хората у нас, традиционно свикнали да се доверяват на печатното слово, са ощетени сериозно. Някои приемат подобни публикации за номинална стойност, някои, напротив, губят доверие и формират безпристрастно мнение за „учените“, които говорят пълни глупости, някои, след като са се запознали с два или три противоречиви абсурда, престават да се интересуват от проблема изобщо („нека първо се споразумеят помежду си и тогава дават интервю“). Очевидно е също, че потокът от подобни спекулативни опуси води до неизбежен спад на и без това ниския престиж на науката и просто на знанието в Русия.

Андрей Киселев, Игор Карол
„Природа” №11, 2015г

Преди около 10 години беше публикувана нашата статия за проблема с атмосферния метан. По-специално се изрази убеждението, че повишеният интерес към тази тема ще продължи и в бъдеще. Това заключение беше очевидно и не изискваше специално вникване, така че не е изненадващо, че беше потвърдено. Наистина, през цялото това време метанът продължава да бъде обект както на обширни интензивни изследвания, така и на редица политически решения. Накратко, натрупа се много нова и според нас интересна информация, която бихме искали да представим на вниманието на читателите на „Природа“. Въпреки това, всичко е на първо място.

Метанът (CH 4) е един от основните парникови газове, „отговорни“ за глобалното затопляне, което беше широко дискутирано през последните години. Приносът на атмосферния метан към него е на второ място след приноса на CO 2 [,]. В същото време молекулата CH 4 „работи“ върху глобалното затопляне значително, десетки пъти, по-ефективно от молекулата на въглеродния диоксид. Измерванията показват, че от прединдустриалния период концентрациите на метан са се увеличили с приблизително 150%, докато концентрациите на CO 2 са се увеличили само с 40%. Следователно ролята на CH 4 като парников газ непрекъснато нараства. Заслужава да се добави, че увеличаването на съдържанието на метан допринася за увеличаване на концентрацията на друг парников и животоподдържащ газ - озон - както в тропосферата, така и в стратосферата. б ОПо-голямата част от атмосферния метан е от биогенен бактериален произход. Не се образува химически. Следователно потокът от естествен метан в атмосферата е напълно контролиран от неговите потоци от земната повърхност. Основните естествени източници на CH 4 са влажни зони, сладководни тела, повърхността на океана, както и термитни колонии и изгаряне на биомаса в резултат на пожари. Антропогенните дейности са свързани с потоци метан в атмосферата по време на добива на изкопаеми горива, от депата за битови отпадъци и боклук в депата, по време на пречистване на отпадъчни води, разширяване на земеделска земя (оризови насаждения), отглеждане на добитък и др. Хетерогенността на източниците на метан е основната причина за големите грешки в оценките за техния интензитет. Разрушаването на молекулите на метана става в резултат на неговите атмосферни химични реакции с хидроксил (~90%, ) и атомен хлор (над 35 km).

Метан „глобален, международен“

Както е известно, мониторингът на концентрациите на метан в атмосферата се извършва от няколко десетилетия в различни части на земното кълбо. През последните години бяха предприети успешни стъпки за подобряване на качеството му. За целта е увеличен броят на наблюдателните станции, въведени са системи за непрекъснато проследяване и е повишена точността на измерванията. В резултат на това несигурността (стандартно отклонение) при оценката на растежа на метан в атмосферата е намаляла от ±3,3 милиарда −1 /година през 1980-те години до ±1,3 милиарда -1 /година през 2000-те години. Разширяването на базата данни от измервания и подобряването на нейното качество ни позволи да хвърлим нов поглед към особеностите на естествените процеси, отговорни за формирането на метановото поле - навлизането му в атмосферата и последващото унищожаване, както и да оценим по-задълбочено приноса на метан към глобалното затопляне.

И така, какво се е случило с атмосферния метан през последните десетилетия? Нека да видим как се е променила концентрацията на CH4 за четвърт век (фиг. 1). Като цяло съдържанието му в атмосферата, в съответствие с прогнозите, се увеличи. Въпреки това, противно на очакванията, този растеж не беше монотонен: от 1999 до 2007 г. концентрацията на метан сякаш „набираше сила“ преди последващо „изкачване“. Причините за това поведение не са съвсем ясни, но най-вероятно се дължи на липсата на познания за интензитета на източниците и поглътителите на CH 4, които все още изискват допълнително изясняване и анализ. И това въпреки факта, че инвентаризацията на източниците на метан беше извършена много интензивно. Така през 90-те години приблизително 560 Mt CH4 навлизат в атмосферата годишно (с диапазон от 360–892 Mt CH4). В началото на 21 век. (от 2000 до 2009 г.), годишният поток от метан в атмосферата е бил 678 Mt (с диапазон от 542–852 Mt). Отбелязваме значително намаляване на разпространението на оценките във втория случай.

Така емисиите на метан са се увеличили. Но ето какво е интересно: дяловете на природните и антропогенните източници са ревизирани. Ако според идеите, съществували през 90-те години на миналия век, приблизително 2/3 от емисиите на CH 4 идват от неговите антропогенни емисии, то през първото десетилетие на настоящия век възникна приблизително съотношение между естествени и антропогенни източници (фиг. 2) . Разбира се, не говорим за констатиране на такава забележима промяна в интензивността на различните източници в природата, а само за разликата в тяхното дефиниране по време на инвентаризацията. Лесно се вижда, че промяната в съотношението между източниците се дължи на подценяване на естествените емисии на метан в миналото (докато антропогенните потоци остават почти непроменени). Моля, имайте предвид, че това се отнася за глобални оценки; в гъсто населените райони, разбира се, преобладават антропогенните източници.

Бюджетът на метана през първото десетилетие на 21 век. се формира от много източници. Най-голямата корекция, в сравнение с по-ранните оценки, беше емисията от естествени преовлажнени зони, чиято стойност почти се удвои, от 110 на 217 Mt/година (фиг. 3). Това предопредели нарастването на дела на природните източници. Изчисленията, извършени с помощта на модели, които отчитат химичните трансформации в атмосферния въздух, показват увеличаване с течение на времето на атмосферното съдържание на хидроксилния радикал OH, който разрушава метана, и, като следствие, интензификация на оттичането на CH4 [,]. Последното обстоятелство се дължи на намаляването на времето на престой на метана в атмосферата (неговия „живот“): днес се смята, че е 9,1 ± 0,9 години, докато преди това обикновено се използваше стойност от 10 години.

Фотохимичните взаимодействия в условията на нарастващи емисии на метан водят до промени в съдържанието, особено в стратосферата, на други важни парникови газове - водни пари, въглероден диоксид и озон, и следователно в радиационния баланс. Това обстоятелство се отразява в нарастването на общия принос на CH 4 за промените в съвременния климат.

Така, въпреки оставащите неясноти и несигурности, може да се твърди, че съдържанието на метан в атмосферата продължава да нараства и приносът му (като парников газ) за глобалното затопляне нараства. При липсата на ефективен механизъм за ограничаване на затоплянето в рамките на международни споразумения възниква идеята за намаляване на емисиите на газове и аерозоли, чието влияние върху радиационния режим и климата е значително, но времето на престой в атмосферата (седмици, месеци) или години) е значително по-кратък от този на CO 2 (~100 години), което означава, че реакцията на климатичната система трябва да се появи доста бързо. За да се реализира тази идея, в началото на 2012 г. беше създадена коалиция, състояща се от Бангладеш, Гана, Канада, Мексико, САЩ и Швеция, към която скоро се присъединиха всички страни от Г-8, включително Русия. Очаква се благодарение на мерките, обявени от коалицията, повишаването на приземната температура на въздуха до 2050 г. да не надвишава 0,5°C. Основното място в списъка на такива краткотрайни замърсители на климата ( краткотрайни замърсители на климата) заемат черния въглерод ( черен въглерод) и нашият герой е метан.

„Всеруски“ метан

Резултатите от мониторинга на състоянието на околната среда на Руската федерация и нейното замърсяване се публикуват редовно през последните години. С усилията на редица институти на Федералната служба по хидрометеорология и мониторинг на околната среда от 2005 г. насам се изготвят и публикуват годишни прегледи. Доскоро, в съответствие със задълженията на страната ни по Протокола от Киото, периодично се получаваха официални доклади с подробно описание и анализ на антропогенните емисии на парникови газове от руска територия.

Данните за антропогенните емисии на метан в атмосферата от руски източници през последните десетилетия (таблица) са изчислени съгласно стандартните методи на Междуправителствената група по изменение на климата [,]. „Енергийният“ дял е около 75% от общите антропогенни емисии на руски метан, „селскостопанският“ принос се оценява на 8–12%, „преработката на отпадъци“ допринася с още 12–15%, а горските пожари, възникнали едновременно като антропогенни и естествени причини. В сектор „енергетика” директното изгаряне на гориво е само 0,9% (!), останалото е следствие от технологични емисии и течове. Отпадъчните продукти от едър рогат добитък „осигуряват“ лъвския дял от емисиите на метан в „селскостопанския“ сектор. По този начин антропогенните емисии на CH 4 в Русия, както и преди, „почиват на три стълба“: енергетика, селско стопанство и обработка на промишлени и битови отпадъци.

Таблица.Емисии на метан (в Mt CH 4 /година) в различни сектори на руската икономика.

Има много по-малко информация за естествените източници на метан. Въпреки че са разработени и приложени общоприети методи за оценка на неговите антропогенни емисии, няма такива процедури за инвентаризиране на естествените емисии. Това не е изненадващо: в продължение на много години антропогенните източници са от първостепенно значение, тъй като те все още са много по-лесни за контрол и управление от техните естествени „събратя“. На пръв поглед е парадоксално, но грешките в оценката на емисиите на метан от преовлажнени райони - основният естествен източник на CH 4 - се увеличиха през 2000-те години в сравнение с 1990-те години. Това се случи поради... увеличаването на броя на изследванията, посветени на определянето на размера на емисиите на метан от повърхности, покрити с различни и разнообразни видове растителност. Като се има предвид такова разнообразие, което преди беше недостъпно, изисква ясно разделяне на зоните от земната повърхност според принципа на преобладаване на един или друг растителен вид върху всеки от тях, но в природата такова разделение може да се извърши само с голяма степен на условност. Уви, не са ни известни скорошни публикации, съдържащи оценка на метановия поток от руски преовлажнени райони, така че трябва да се позоваваме на работи, в които разделението на региони не следва националните граници. По този начин има оценки на емисиите на CH 4 от подгизналите територии на „Северна Евразия“ (изцяло руска) - 9 Mt CH 4 / година (с диапазон от 4–13 Mt CH 4 / година) и „Евразия на умерените ширини“ (обхващащи наред с руските и част от земите на южните ни съседи) - 2 Mt CH 4 /год. Според други изчисления, потокът метан от тундрата, както в Евразия, така и в Северна Америка, е бил съответно 13,7 и 14,7 Mt CH 4 /година през 1990-те и 2000-те години (с почти двойна несигурност). Въз основа на горните оценки можем да заключим, че руските естествени емисии на метан достигат стойност от около 10 Mt CH 4 /година или малко повече, но се нуждае от пояснение поради оставащите значителни грешки в изчисленията. Така, ако приемем това предположение, текущата обща емисия на метан от територията на Русия е около 35 Mt CH 4 /година. Тази стойност съвпада с долната граница на ранната оценка.

„Руски, арктически“ метан

Днес Арктика е зона на повишено внимание. Това до голяма степен се дължи на скоростта на затопляне: през последните 100 години затоплянето тук е приблизително два пъти по-интензивно от средното за света. Едновременно с повишаването на повърхностната температура на въздуха в Арктическия регион се наблюдават промени в количеството на валежите, съдържанието на влага в почвата и речния поток; намаляване на площта на морския лед; увеличаване на дълбочината на размразяване в зоната на вечната замръзналост. Такива значителни промени в климатичната ситуация откриват привлекателни перспективи за развитие на региона (организиране на редовен транспорт по Северния морски път, добив и др.), Но в същото време разкриват сериозни допълнителни рискове (например ускорена вечна замръзналост влошаване и увреждане на инфраструктурата, разположена върху него). Очевидно тези промени се дължат както на регионални характеристики (релеф, албедо на повърхността, система от преобладаващи ветрове и течения, емисии на парникови газове и аерозоли в атмосферата и др.), така и на преноса на топлина от ветрове и течения от южните ширини към полюсите. Следователно въпросът е легитимен: дали еволюцията на съвременния арктически климат се определя главно от това, което се случва директно в Арктика, или до голяма степен се формира отвън, т.е. под въздействието на външни фактори в по-голям мащаб? За да се отговори на него, са необходими цял набор от изследвания, включително, на първо място, осигуряване на висококачествен и непрекъснат мониторинг на метеорологичните параметри и съдържанието на парникови газове (CO 2, CH 4) в региона, както и тяхната бързина обработка и анализ.

В предишната статия се оплакахме от липсата на широка мрежа от наблюдателни станции у нас, днес констатираме: ситуацията се подобрява, но бавно. Сега в Арктика има повече от две дузини постоянно действащи станции (фиг. 4), четири от които са руски: „Териберка“ (Колски полуостров, крайбрежието на Баренцово море), „Нови порт“ (полуостров Ямал, крайбрежието на Обски залив), „Черски“ (крайния североизток на Якутия, долното течение на река Колима) и „Тикси“ (Арктическо крайбрежие, море Лаптеви, залив Сого). По последния от тях работата се извършва съвместно от Финландския метеорологичен институт, Главната геофизична обсерватория (Санкт Петербург) и NOAA/ESRL (САЩ). „Териберка“ е най-старата станция, наблюденията на нея са започнали през 1988 г. В останалата част наблюденията са започнали през първото десетилетие на 21 век: 2002 г. („Нови порт“), 2009 г. („Черски“) и 2010 г. („Тикси“). Местоположението на горните руски станции позволява да се идентифицират местните особености на поведението на концентрациите на метан. Три от тях („Териберка“, „Черски“ и „Тикси“) могат да се считат за фонови, а станция „Нови порт“ се намира на разстояние 80–250 км от най-големите газови находища в Русия, така че данните от измерванията при това прави възможно наблюдението на емисиите, причинени от човека.

Данните от измерванията на концентрацията на CH 4 в Териберка са близки до резултатите от мониторинга на други арктически фонови станции (фиг. 5). В същото време концентрациите на метан, регистрирани на станцията Novy Port, са значително по-високи: резултатите от измерванията са повлияни от влиянието на изкуствени източници. Имаше значителна разлика в амплитудата на сезонните колебания: 60 милиарда −1 в Teriberka срещу 200 милиарда −1 или повече в Novy Port. Освен това максималните стойности на концентрация са наблюдавани през зимните месеци.

Също така е важно, че станциите Novy Port и Tiksi се намират в зона на непрекъсната вечна замръзналост с много малки термокарстови езера и това се отразява на концентрацията на метан. През последните години възможният принос на зоната на вечната замръзналост на Източен Сибир за формирането на полета за концентрация на метан в Арктическия регион беше широко обсъждан. В същото време се разглеждат няколко възможни версии на емисиите на метан, а именно: а) отделянето на газ метан от газови хидрати, чиито големи находища са открити на рафтовете на моретата Лаптев, Чукота и др.; б) освобождаване на метан, заровен в слоя вечна замръзналост, с увеличаване на периода и дълбочината на неговото размразяване (това включва и версия, свързана с ролята на малки и относително плитки карстови езера, образувани на места с интензивно размразяване на вечна замръзналост ); в) приносът на най-големите реки на Източен Сибир за преноса на разтворен метан в моретата на Северния ледовит океан.

Метановите хидрати са ледоподобно вещество - смес от вода и метан, съществуващо при температура не по-висока от 20 ° C и налягане не по-ниско от 3-5 MPa в покрити с вода седиментни скали на дълбочина 300-500 m Смята се, че 99% от хидратите в световен мащаб са концентрирани в континенталния шелф. Плътността на CH 4 в хидратите е повече от 160 пъти по-висока от плътността на чистия метан при стандартно налягане и температура. Все още има голяма несигурност в оценките за общия обем на газовите хидрати и също така не е известно колко чувствителни са те към затоплянето на климата, тъй като се намират в седиментни скали под слой вода.

Повече от половината от ресурсите на хидратиран метан в Русия идват от арктическите морета (фиг. 6). В момента се работи за изследване на механизмите и условията за отделяне на метан от газови хидрати и последващото му освобождаване в атмосферата, но тези изследвания далеч не са завършени.

Според приетата днес градация руският район на вечно замръзналата земя (обхващащ приблизително 2/3 от територията на страната) е разделен на три зони - непрекъсната, прекъсната и островна. Непрекъснатата зона заема b Опо-голямата част от Сибир от Енисей до Беринговия проток и се простира на юг до 44° с.ш. ш., тук земята е постоянно замръзнала на дълбочина от няколкостотин метра. На юг има зона на периодично масивно островно разпространение на вечна замръзналост, която заема от 40 до 70% от територията. Периферният островен пояс се простира от Колския полуостров и Архангелска област. на европейския арктически бряг до Северен Китай и Монголия, а също така включва част от Камчатка. Вечно замръзналите острови, като правило, заемат не повече от 10% от общата площ на територията.

Парадоксално е, че не знаем много за това „къде се намираме“ (буквално), а съществуващите оценки имат големи грешки. Според известния шведски специалист Т. Кристенсен, надеждна карта на зоната на вечно замръзналата земя все още не е създадена, информацията за дебелината на вечно замръзналите почви е откъслечна (рекордната дълбочина на вечната замръзналост - 1370 m - е регистрирана през февруари 1982 г. в горната част на крайбрежието на река Вилюй в Якутия). Но е безспорно, че по време на разграждането метанът се отделя от слоя вечна замръзналост и навлиза в атмосферата: този факт се потвърждава от последните измервания (фиг. 7). Фоновите концентрации на CH 4 в района на станцията Тикси през периода на интензивно размразяване на вечната замръзналост (юли-септември) са превишени с 5–10%.

Според съвременните оценки големината на метановия поток, причинен от размразяването на вечната замръзналост, е малка и също има голяма грешка: 1 Mt/година с диапазон от 0–1 Mt/година. Въпреки това, прогнозираното ускоряване на скоростта на размразяване на вечната замръзналост несъмнено ще повлияе на обема на емисиите на CH 4 в атмосферата.

Големите сибирски реки (Об, Енисей, Лена и др.) се считат за друг източник на метан в моретата на източната част на Арктика. Техните водосбори са разположени в райони с вечна замръзналост, която съхранява огромни запаси от органичен въглерод, включително под формата на метан. „Хранителният резервоар“ за Об са блатата Васюган, които наскоро станаха обект на цялостно изследване, а за Лена - езерата на Колима-Индигирската и Приморската низина. В резултат на това се наблюдава повишаване на концентрациите на разтворен CH4 в устията на реките. От друга страна, тъй като преносът на метан от речните води се извършва при аеробни условия (т.е. в присъствието на кислород), част от него се окислява. В резултат на това, според експедициите от 2003–2006 г., повече от 80% от дънните и повече от 50% от повърхностните проби, получени на плиткия шелф (дълбочина по-малка от 50 m), са пренаситени с разтворен метан.

От особен интерес за изследователите е гигантската делта на Лена, която заема площ от около 29 хиляди km 2. Според тях тук трябва да протичат непрекъснати биологични процеси, тъй като температурата на дънните утайки не пада под 0°C дори през зимата. През есента на 2013 г. в делтата беше открита мултидисциплинарна станция „Остров Самойловски“, чиито задачи включваха и наблюдения на изменението на климата (въпреки че изследванията в този регион се провеждат повече от 10 години). Група германски учени са изследвали емисиите на метан от различни видове делта повърхност. Те успяха да покажат колко зависим е потокът от метан в атмосферата от вида на релефа и растителността, както и от степента на повърхностна влажност в долното течение на река Лена (фиг. 8).

Въз основа на анализа на получените резултати потокът метан в делтата на Лена се оценява на 28,2 тона CH 4 годишно. Много по-впечатляващи стойности се появяват в произведенията на Н. Е. Шахова и И. П. Семилетов (участници в няколко морски експедиции на руския арктически шелф). Обемът на информацията обаче все още е явно недостатъчен за окончателни заключения.

Метанът „като огледало в борбата срещу глобалното затопляне“

Днес в света няма широкомащабни споразумения, насочени към колективно намаляване на емисиите на парникови газове с цел смекчаване на последиците от изменението на климата. Недостатъчната ефективност на Протокола от Киото доведе до отказа на редица страни (Канада, Русия, Япония) да удължат действието му след 2012 г. Като се вземе предвид фактът, че най-големите емитенти (Китай и САЩ) първоначално не участваха в само държави, чиито общи емисии на парникови газове възлизат на около 15% от глобалните общи. В тези условия появата на вече споменатата коалиция изглежда в известна степен алтернатива на по същество „проваления“ Протокол от Киото. И въз основа на обявените от нея приоритети е естествено сред всички парникови газове метанът да се окаже „слабото звено“.

Редица скорошни проучвания показват, че вещества, чието време на престой в атмосферата не надвишава няколко седмици или месеци, могат да имат значителен ефект само върху местен, но не и на глобаленклимат. Това се отнася директно за повечето краткотрайни замърсители на климата, включително черния въглерод. Метанът е различен въпрос: неговият „живот“ в атмосферата е много по-дълъг, но в същото време е няколко пъти по-кратък от този на въглеродния диоксид. Като се има предвид високото, второ място на метана в „рейтинга“ на антропогенните газове, влияещи върху глобалното затопляне, той е най-удобен за „регулиране“ (доколкото е възможно) на климата през следващите десетилетия.

Нека обобщим накратко резултатите „за отчетния период“. Резултатите от мониторинга показват, че концентрацията на метан в атмосферата през 21 век. продължи да се увеличава. Според експерти емисиите му също са се увеличили. Приносът на CH 4 за глобалното затопляне става все по-значим и това гарантира, че метанът ще продължи да получава голямо внимание в бъдеще.

Тъй като измервателните уреди се подобряват, подходите за анализиране на регионалните характеристики на формирането на атмосферното метаново поле също стават по-подробни. Изяснява се стойността на емисиите на CH 4 от отделни промишлени и природни източници и се намалява грешката в нейните оценки.

Специално място в последните изследвания заема Арктика, която претърпя изключително силно затопляне в сравнение с глобалното затопляне. Сред причините за това състояние на нещата експертите с право цитират увеличаването на съдържанието на метан в атмосферата. Последиците от ускореното затопляне на Арктика осигуряват значителни икономически ползи за развитието на региона, но в същото време създават допълнителни заплахи за неговата екология и климат. Следователно, в рамките на Арктическия съвет