Морозы на фоне потепления

Во всем мире, и Россия не исключение, люди любят поговорить о погоде. Особенно в том случае, если наблюдается экстремальное погодное явление — ливневые осадки, ураганный ветер, сильные жара или мороз. При этом обычно делается сравнение с прошлым: «такого раньше не было», «так часто такое не происходило». Такие сравнения уже относятся не к погоде, а к климату, к его изменению. Поскольку понятия «погода» и «климат» часто смешиваются на бытовом уровне, поясним их.

Состояние окружающей нас среды характеризуется, среди прочего, гидрометеорологическими величинами. Это — температура (ºС), интенсивность осадков (мм/сут.), скорость ветра (м/с) и другие. Значения этих величин для определенного момента времени есть погода. Средние значения этих величин за определенный промежуток времени — час, сутки, неделю — характеризуют погоду этого промежутка времени. Скажем, средняя температура первой недели января 2017 года — характеристика погоды этого промежутка времени. А вот среднее значение температуры первых недель января в 1988–2017 годах (т.е. за 30 лет) есть характеристика климата. Таким образом, климат — средняя погода за длительное время. Такое среднее значение в климатологии принято называть «климатической нормой». Конечно, средняя температура первой недели конкретного января будет отклоняться от этой нормы, может быть теплее или холоднее, чем в среднем (например, в этом январе в Москве было существенно холоднее нормы). Этот разброс вокруг климатической нормы, в нашем примере — отклонения средней температуры первой недели конкретных январей от среднемноголетних значений (т.е. от климатической нормы), также является характеристикой климата.

Со временем и климатическая норма, и разброс вокруг нее меняются. Они менялись всегда, даже когда человека на Земле еще не было. Есть естественные факторы изменения климата, действие которых проявляется на интервалах времени различной продолжительности. Так, как известно, Земля вращается вокруг Солнца по определенной эллиптической орбите. Параметры этой орбиты очень медленно периодически меняются. Типичное время таких изменений — десятки тысяч лет. Вследствие этих изменений к земной поверхности приходит непостоянное количество солнечной энергии, и на Земле теплые эпохи перемежаются холодными — ледниковыми периодами. Бывают и более быстрые колебания климата, вызванные циклическими изменениями светимости Солнца. Это 11-й цикл, обычно называемый циклом Швабе. Земная температура также откликается на это внешнее циклическое воздействие.

С начала индустриальной эры (условно — с 1750 года) появился еще один фактор изменчивости земного климата — антропогенное воздействие. В ходе хозяйственной деятельности (при сжигании ископаемого органического топлива — угля, нефти, газа — и при землепользовании, в лесном и сельском хозяйствах) в атмосферу выбрасывается всё возрастающее количество «парниковых газов». Это прежде всего углекислый газ СО₂, метан СН₄, закись азота N₂O. Они обладают свойством улавливать инфракрасное излучение земной поверхности. При увеличении содержания этих газов в атмосфере это свойство усиливается, из-за чего температура в приповерхностном слое увеличивается (нагреваемая Солнцем Земля хуже остывает). Земной климат теплеет.

Исследования климатологов показывают, что среднегодовая температуры в приповерхностном слое увеличилась с начала XX века примерно на 0,85ºС. На суше это выражено в большей степени, над океаном — в меньшей. Процесс этот не является однородным в пространстве. В некоторых областях потеплело на 2–3ºС. Зоной интенсивного потепления является, например, Арктика. Конечно, то, что мы наблюдаем, есть результат действия и антропогенных, и естественных факторов. Однако расчеты показывают, что антропогенное влияние преобладает, особенно с середины XX века.

Когда происходит какое-то конкретное отклонение погодных условий от климатической нормы, например, продолжительный период жаркой погоды (как в Москве в 2010 году) или сильные морозы (как в Москве в начале января 2017 года), журналистами часто задается вопрос: «Не является ли это следствием изменения климата?». В первом случае спрашивают, не есть ли это следствие глобального потепления, а во втором — не остановилось ли оно. На эти вопросы не существует ответа, поскольку они неправильно поставлены. Нельзя выявить причину события по единичному проявлению или же по малой серии.

Нет сомнения в том (это подтверждают данные наблюдений на мировой гидрометеорологической сети, это — десятки тысяч станций), что глобальный климат теплеет, климатические нормы увеличиваются, особенно заметно — с середины XX века. Это происходит неравномерно в пространстве и во времени, но, несомненно, происходит. Исследования показывают, что наиболее вероятной причиной большей части этого потепления является обогащение атмосферы парниковыми газами в ходе хозяйственной деятельности.

Более сложный вопрос с другой характеристикой климата, с разбросом наблюдаемых значений гидрометеорологических величин вокруг климатической нормы. Что происходит с разбросом в ходе потепления климата, он увеличивается или убывает? На этот вопрос окончательного ответа климатология пока не дала. Есть серьезные основания считать, что при глобальном потеплении разброс, т.е. степень экстремальности климата, увеличивается. Это, в частности, подтверждается тем, что наблюдаемые волны жары (периоды сухой и жаркой погоды) в последнее время становятся более продолжительными, температура в них возрастает, они возникают чаще. Однако для окончательных выводов по этому вопросу нужны дополнительные исследования, более широкий статистический материал. Замечу, что вопрос этот важный с практической точки зрения. Волны жары (например, в Париже в 2003 году и в Москве в 2010 году) причиняют значительный ущерб здоровью населения. Всем памятные наводнения в Крымске (2012) и на Амуре (2013) привели к значительному ущербу инфраструктурным объектам. Поэтому информация о характере наблюдаемых и ожидаемых изменений климата (изменении средних значений и разбросов) важна при планировании долговременных адаптационных мер.

Автор — директор Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН, профессор Сергей Семенов