Gorshkov V.G., Makarieva A.M. (2002) Theoretically predicted and empirically observed dependences of the terrestrial greenhouse effect on temperature: Implications for climate stability. Preprint No. 2460, Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, 34 pp.
Abstract
We derive an approximate equation for radiative transfer in an atmosphere containing greenhouse substances. Its solution coincides with the exact solution of the conven-tional radiative transfer equation to the accuracy of 20% for all values of atmospheric optical depth. The derived equation makes it possible to easily take into account the non-radiative thermal fluxes (convection and latent heat) and obtain an analytical dependence of the greenhouse effect on atmospheric concentrations of greenhouse substances, to be used in the analysis of modern climate stability. It is shown that the modern value of global mean surface temperature, which corresponds to the liquid state of the terrestrial hydrosphere, is physically unstable. The observed stability of modern climate over geological timescales is due to dynamic singularities in the temperature-dependent behaviour of the greenhouse effect, which we here quantify. We hypothesise that such singularities appear due to controlling functioning of the natural global biota and discuss major quantitative arguments in support of this conclusion.

Горшков В.Г., Макарьева А.М. (2002) Теоретически предсказываемые и эмпирически наблюдаемые зависимости глобального парникового эффекта от температуры и их влияние на устойчивость климата. Препринт № 2754, Петербургский институт ядерной физики, Гатчина, 34 с. [на англ. яз.]
Аннотация
Получено приближенное уравнение распространения теплового излучения в атмосфере, решение которого совпадает с точным решением известного уравнения радиационного переноса в условиях радиационного равновесия с относительной точностью порядка 20% при любых значениях оптической глубины атмосферы. Найденное уравнение позволяет просто учесть нерадиационные потоки тепла (скрытой теплоты и конвекции). Решение полученного уравнения дает аналитическую зависимость парникового эффекта от концентраций произвольного набора парниковых веществ. С помощью найденной зависимости парникового эффекта от концентрации парниковых веществ и температуры поверхности проанализирована устойчивость существующего климата Земли. Показано, что существующий климат Земли с жидкой гидросферой физически неустойчив. Количественно оценены наблюдаемые отклонения в поведении парникового эффекта от теоретических физических закономерностей. Высказаны количественные аргументы в пользу утверждения о том, что устойчивость существующего климата может поддерживаться управляющим действием естественной биоты Земли.