Уровень углекислого газа за последние 400 000 лет

За последние 400 000 лет наблюдались следующие уровни СО₂: от 180 чнм при самых низких температурах ледниковых периодов до 280 – 300 чнм в периоды потепления (например, в нынешнем). В настоящее время концентрация СО₂ в атмосфере составляет примерно 400 чнм и поднимается на 2 чнм в год.

Этот уровень на 100 чнм выше уровня ранних периодов потепления (хотя намного ниже пиковых величин за несколько миллионов лет), именно это вызывает тревогу МКИК и других организаций. Озабоченность эта, впрочем, лишена оснований, так как потенциал для потепления у дополнительного объёма СО₂ выше данного уровня очень ограничен. Кроме этого следует помнить, что на ранних этапах истории Земли концентрации СО₂ уже достигали 6000 чнм. Уровни СО₂ за последние 400 000 лет представлены на Иллюстрации 2 ⁽²⁾, на ней же виден диапазон значений СО₂ от ледниковых до тёплых периодов.

Иллюстрация 2: Ледовый щит «Восток» - изменения концентрации СО ₂ за 400 000 лет

Ключевым фактором является то, что потепление, которому способствует СО₂, является сильно нелинейным. По мере увеличения значения чнм, утепляющий эффект быстро снижается ⁽³⁾. Предлагаем ознакомиться с двумя детальными расчётами, произведёнными самым признанным специалистом по атмосфере профессором Уильямом Хэппером из Принстонского университета ^{(4, 5)}.

Обоснованное предположение профессора Хэппера заключается в том, что повышение концентрации СО₂ (с нынешних 400 чнм до 800 чнм) будет способствовать потеплению всего лишь на 1°С. Также он утверждает, что при удвоении этого значения потребление воды растениями сократится на 50%. И так как большей части наземных растений сейчас требуется минимум 100 грамм воды для выделения 1 грамма углевода, сокращение потребления на 50% позволит сэкономить огромное количество воды во всех уголках планеты.

По мере завершения ледникового периода, на Земле наблюдается потепление на 10°С, что видно из Иллюстрации 1⁽¹⁾. По большей части глобальное потепление вызвано не повышением выбросов СО₂, а масштабными изменениями, которые отражаются на уровне солнечной энергии, достигающей Земли (это объясняется циклами Миланковича). Это скорее повышение температур способствует росту уровня СО₂, а не наоборот. Позже, рассматривая температуры и значения СО₂, мы обсудим причинно-следственные связи.

Роль СО₂ в глобальном потеплении

Чтобы лучше понять роль СО₂ в глобальном потеплении, нам необходимо знать об энергии и радиации следующее:

· Большая часть приходящего солнечного излучения (коротковолновая радиация) поглощается и преобразуется в тепловую энергию на поверхности или в атмосфере

· Отходящее тепловое излучение (длинноволновая радиация) от поверхности и вызывающие парниковый эффект газы несут энергию обратно в космос, способствуя остыванию Земли.

Часть приходящей солнечной энергии поглощается преимущественно водой атмосферы. Далее поглощается ещё больший объём отходящего теплового излучения – опять же главным образом водой и определённым объёмом СО₂, равно как и другими остаточными газами, которые согревают атмосферу и «держат» Землю в диапазоне комфортных температур, необходимых для жизни человека. Без поглощения теплового излучения водяными парами и парниковыми газами на Земле очень жаркие дни чередовались бы крайне холодными ночами. Понятно, что жизнь стала бы невозможной.

Джон Тиндейл, открывший парниковые газы в 50-ые годы 19-го века, признал их огромную пользу для жизни на Земле:

«Водяные пары – это защитное оболочка, более необходимая для жизни растений в Англии, чем одежда для человека. Если на одну единственную летнюю ночь убрать водяные пары из атмосферы над нашей страной, любое растение, способное погибнуть от заморозков, несомненно, погибнет. Тепло наших полей и садов безвозвратно испарится в космос, и солнце взойдёт над островом, скованным железной хваткой холода».

Джон Тиндейл: «Тепло, характер движения», Лонгманнс, Грин энд Компани, Лондон 1875.