Саймон Кинг, Клэр Насир. Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде. М.: Бомбора, 2022. Перевод с английского Александра Коробейникова. Содержание
КАКОВ ПРОГНОЗ НА ЯДЕРНУЮ ЗИМУ?
В конце 1970-х — начале 1980-х годов, в разгар холодной войны, существовало геополитическое напряжение между СССР (восточным блоком) и США и их союзниками из Западной Европы (западным блоком). Риск ядерной войны был чрезвычайно высок. Каждая из сторон обладала ядерным арсеналом, и угроза его использования висела в воздухе.
Наука и история уже показали нам, что происходит с городом, на который сбрасывают атомную бомбу. Ядерные бомбы фактически приносят на Землю кусочек Солнца, причем за долю секунды. Взрывная и тепловая волны атомной бомбы разрушают здания и убивают всю жизнь вокруг, а затем начинают выпадать радиоактивные осадки: радиация воздействует на все живое в нескольких километрах от зоны поражения, а с меньшим эффектом — на весь мир, по мере того, как радиоактивная пыль и облака разносятся ветром. Все мы представляем себе разрушения, которые может нанести такое оружие, но никто обычно не думает о долгосрочных климатических последствиях атомной войны. Вы, впрочем, вероятно, уже представляете себе планету с опустевшими городами, где вечно холодно и темно. В начале 1980-х годов было снято несколько фильмов и телесериалов, изображавших постапокалиптическое будущее в мире, где бушевала ядерная война. Однако полная картина такой катастрофы выглядела бы намного ужасней, чем когда-либо воссоздавали в кино.
При чем тут погода?
Концепция ядерной зимы возникла в начале 1980-х годов, когда Геофизический союз США провел совещание по вопросу климатического эффекта атомной войны. Забудьте ненадолго о взрывной волне и радиации в момент падения бомбы на город. Взгляните на следующий отрезок времени. По всему пораженному району будут полыхать огромные пожары, в атмосферу начнет поступать большое количество дыма, часть которого, скорее всего, проникнет в нижние слои стратосферы. Поскольку в стратосфере нет дождевых облаков, возможности «вымыть» оттуда частицы дыма нет — он останется там надолго. Почему это важно? Предполагалось, что даже небольшое количество дыма в верхних слоях атмосферы снизит количество солнечной энергии, то есть солнечного света, попадающего на поверхность Земли, и в результате наступит глобальное похолодание. Простая физика.
Климатологи, знакомые в то время главным образом с последствиями извержений вулкана, считали, что могут применить уже разработанные модели климата для исследования эффектов ядерной зимы. Эти модели предполагали выброс в атмосферу большого количества аэрозольных частиц и серной кислоты при извержении вулкана, так что ученые просто заменили эти выбросы дымом, как от массированных пожаров.
Индийско-пакистанская модель
Одна из самых поразительных компьютерных симуляций сценария ядерной зимы была выполнена группой американских ученых, оценивавших последствия возможной ядерной войны между Индией и Пакистаном. В начале 1980-х годов оба государства располагали примерно 50 атомными бомбами вроде той, что уничтожила Хиросиму. Исходя из этих данных, модель должна была рассчитать, сколько дыма поднимется в атмосферу в результате масштабной войны с применением всех бомб. Предполагалось, что в атмосфере окажется 5 миллионов тонн дыма — такое количество, разумеется, со временем воздействует на всю планету. Будут наблюдаться региональные различия в изменении температур, однако во всех странах без выхода к морю установится температура ниже нуля. На Земле станет темнее, разрушится озоновый слой, и до поверхности будет доходить значительно больше ультрафиолетового излучения. Серьезно пострадают флора, фауна и природные экосистемы. После публикации данных этой модели все больше людей стали понимать глобальные последствия ядерной войны и осознавать, что страна, развязавшая ее, фактически убивает не только противника, но и себя.
Но почему мы должны доверять таким моделям? Давайте вернемся к вулканам, раз уж ученые начинали свои расчеты с них. В апреле 1815 года произошло крупное извержение вулкана Тамбора в Индонезии. На тот момент это было самое значительное извержение за всю историю наблюдений. Хотя оценки разнятся, считается, что погибло около 70 тысяч человек. Огромное количество пепла попало в атмосферу и разлетелось по всей планете, что оказало значительное влияние на климат. На следующий год температура в мире упала в среднем на 0,4–0,7°C. Кажется, что это совсем немного, но эффект был очень значительным: 1816 год вошел в историю как «год без лета». Это была сельскохозяйственная катастрофа: по всему Северному полушарию случился неурожай, не хватало еды. Хотя «год без лета» стал результатом природной катастрофы, основной принцип — попадание в атмосферу огромного количества дыма, пепла и диоксида серы, заслоняющих солнечный свет и снижающих общемировую температуру, — такой же, как и в случае потенциальной ядерной зимы.
Несмотря на все разногласия времен холодной войны, американские и русские ученые в начале 1980-х годов представили сценарии наступления ядерной зимы тогдашним главам СССР и США — Михаилу Горбачеву и Рональду Рейгану. Те изучили исследования и вняли призывам. Рейган даже официально заявил, что массовое применение ядерного оружия уничтожит Землю. В результате последовало сокращение ядерного вооружения с обеих сторон, было подписано несколько договоров, обязывающих обе державы сократить ядерный арсенал. С тех пор он неуклонно снижается во всем мире, но, к сожалению, в то же время увеличивается количество государств, которые обладают ядерным оружием. Недавние исследования с применением уточненных по сравнению с началом 1980-х годов моделей климата принесли те же результаты: проблема никуда не делась.
МОЖЕТ ЛИ МОДИФИКАЦИЯ КЛИМАТА СПАСТИ ПЛАНЕТУ?
Методы модификации климата, такие как вызывание дождя, позволяют некоторым странам восполнять локальный недостаток воды, хотя, как мы уже отмечали в отношении Китая, существуют и более масштабные проекты. Предпринимаются и другие попытки изменять погоду — например, вмешиваться в распространение ураганов, шквалов с градом, туманов, — однако сейчас мы вступаем в ту эпоху, когда изменение климата ощущается в глобальном масштабе. Ученые требуют как можно быстрее сократить выбросы углекислого газа и добиться того, чтобы мировые температуры не превышали значения, после которого начнут сказываться долгосрочные масштабные эффекты глобального потепления. Все мы надеемся, что правительства всех государств изменят свою политику и начнут сотрудничество в деле спасения нашей планеты. Многие считают, что и этого недостаточно, поэтому становятся инженерами-экологами. Можно ли остановить повышение температуры инженерными методами и уберечь планету от необратимого вреда?
Сейчас обсуждается несколько вариантов прекращения глобального потепления или даже снижения температуры. Среди самых безумных предложений — отодвинуть Землю подальше от Солнца или разместить в космосе огромные зеркала, которые будут отклонять солнечное излучение. То и другое, разумеется, выглядит сюжетом из научной фантастики. Однако в идее установки в космосе гигантских зеркал есть и рациональное зерно: облака в атмосфере — это естественные отражатели поступающего на Землю солнечного излучения. Чем белее и ярче эти облака, тем больше их отражательная способность, что понижает температуру на поверхности Земли. Один из проектов предусматривает опрыскивание облаков над морем тонким аэрозолем из морской воды. Особенно удачным это может оказаться в полярных районах: полюса охладятся, а подъем уровня моря остановится. Токсичных химических веществ для этой цели не требуется, и цена проекта кажется сравнительно приемлемой. Однако такое вмешательство может сильно сказаться на региональных режимах погоды и привести к сокращению осадков, так что оценивать такой тип модификации погоды следует с осторожностью: нужно сперва доказать, что преимущества перевесят недостатки.
Еще один вариант снижения общемировой температуры — искусственно воспроизвести все, что происходит в естественных условиях при извержении вулкана. История неопровержимо доказывает, что крупные вулканические выбросы приводят к похолоданию во всем мире. После извержения филиппинского вулкана Пинатубо в 1991 году в стратосфере оказалось множество частиц пыли, пепла и аэрозолей, что привело к снижению общемировой температуры на полградуса в последующие два года. Кажется, что этого маловато, но не стоит забывать, что потепление сейчас составляет полтора градуса по сравнению с доиндустриальным уровнем, так что снижение на полградуса достаточно значительно. Вопрос, однако, состоит в том, можно ли впрыснуть в атмосферу аэрозольные частицы, которые окажут такое же воздействие и приведут к снижению общемировой температуры. Теоретически мы можем направить в стратосферу достаточное количество оксида серы, который образует аэрозоли, отражающие солнечный свет обратно в космос. И это действительно снизит общемировую температуру. Но разумно ли закачивать в атмосферу парниковые газы, чтобы нивелировать воздействие других парниковых газов, да еще без полного понимания возможных побочных эффектов?
Вероятно, наиболее разумная на данный момент идея модификации климата, получающая все большее распространение среди инженеров, — это непосредственная фиксация двуокиси углерода в воздухе. Фиксация двуокиси углерода — не новая идея. Многие заводы и фабрики, испускающие парниковые газы, используют технологию фиксации двуокиси углерода, которая удаляет из выбросов в атмосферу углекислый газ. После этого он либо поступает в хранилище, либо продается для иных целей. Хотя это позволяет сократить выбросы углекислого газа в атмосферу, процесс все равно связан со сжиганием ископаемого топлива и только замедляет неизбежное повышение общемировой температуры: углекислого газа в атмосфере не становится больше, но его содержание и не убывает. Нам же нужно разработать процесс сокращения содержания двуокиси углерода в атмосфере. И вскоре это может стать реальностью: уже почти готова технология, где, если упрощать, используются огромные вентиляторы, которые всасывают воздух, удаляют оттуда углекислый газ и возвращают воздух уже очищенным. Пока, однако, технология работает для небольших объемов и нуждается в масштабировании.
МОДИФИКАЦИЯ КЛИМАТА ДЛЯ ВСЕХ?
После принятия Конвенции 1978 года о предотвращении изменений в окружающей среде в ответ на тайную операцию «Попай» было решено запретить государствам военное воздействие на природную среду. В 2010 году приняли еще и конвенцию по биологическому разнообразию, запретившую другие формы модификации погоды и геоинжиниринга.
В чем важность этих конвенций? Они запрещают такие методы модификации погоды, которые «путем сознательного управления естественными процессами» изменяют «динамику, состав или структуру Земли (включая ее биоту, литосферу, гидросферу и атмосферу) или космического пространства». Поэтому, например, осветление облаков подпадает под действие международных конвенций, поскольку в этом случае возможен климатический ущерб для других стран, и ситуация может стать поводом для возникновения напряженности в международных отношениях. Любые достаточно серьезные методы модификации климата в глобальном масштабе потребуют сотрудничества всех стран мира. Это не должно стать проблемой, правда?!