Вопрос № 26

В четвертом докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) утверждается, что "связанное с деятельностью человека потепление может привести к резким или необратимым изменениям климата". Однако я читал, что концентрация CO2 на Земле бывала и гораздо выше, чем сейчас. Почему же в те времена в атмосфере Земли не произошло "разбегающегося" ("runaway") парникового эффекта, основанного на положительных обратных связях?
Ответ опубликован 11 ноября 2009.
Автор вопроса: Гарольд Ванс.
Вопрос задан 5 ноября 2009.

Главным парниковым веществом атмосферы Земли является вода – водяной пар и облачность. Содержание влаги в атмосфере экспоненциально повышается с ростом температуры поверхности мирового океана. Это увеличивает парниковый эффект, повышает температуру и, как следствие, содержание влаги и так далее. В этом и состоит сущность "разбегающегося" парникового эффекта.

Атмосферная концентрация углекислого газа не зависит от температуры. Поэтому ни к какому "разбегающемуся" парниковому эффекту накопление СО2 привести не может. Полоса поглощения СО2 перекрывает 19% спектра теплового излучения Земли. Даже при практически неограниченном росте концентрации СО2 (не в 2 или 4 раза, а в сотни раз по сравнению с доиндустриальным периодом) парниковый эффект (без учета расширения полосы поглощения СО2) не возрастет более, чем на 20%.

Важнейший вопрос состоит в том, почему климат с жидкой гидросферой на Земле оказывается устойчивым несмотря на присутствие мощных положительных обратных связей, дестабилизирующих его. То есть, почему гидросфера не испаряется или не замерзает. Этот вопрос не рассматривается МГЭИК и практически не интересует современное метеорологическое сообщество. Без понимания природы устойчивости климата с жидкой гидросферой никаких выводов о влиянии человека на климат сделать нельзя.

Пригодная для жизни температура может устойчиво поддерживаться только при управлении водным режимом (испарением и конденсацией) на поверхности Земли. Такое управление осуществляла в течение миллиардов лет ненарушенная биота океана и около полумиллиарда лет ненарушенный лесной покров суши. Мощность функционирования глобальной биоты превышает мощность функционирования современной цивилизации на порядок величины.

Разрушение естественных экосистем с ростом глобальной численности населения приводит к дестабилизации климата.

Дополнительное чтение:

Теплеет климат или разваливается?

Макарьева А.М., Горшков В.Г. (2001) Парниковый эффект и проблема устойчивости среднеглобальной температуры земной поверхности. Доклады РАН, 376, 810-814. Без аннотации. PDF (0.7 Мб).

Горшков В.Г., Макарьева А.М. (2006) Природа наблюдаемой устойчивости климата Земли. Геоэкология, №3 (2006), 483-495. Аннотация. PDF (2 Мб).