кто живет в теплом климате, слышат экстремальные прогнозы о том, что он будет теплее, скажем, на 4°C (7°F), и думают: "Ого, это будет ужасно летом".
Но потепление происходит не так.
Потепление и похолодание планеты сосредоточено в более холодных местах и в более холодное время.
Более теплый мир - это более тропический мир; в предыдущие эпохи с гораздо более высоким содержанием CO2 и более высокой температурой пальмы росли в Арктике и Антарктике.
А человек - тропический вид.
Мы эволюционировали в глубоких тропиках, и наши тела могут выжить в более холодных регионах только благодаря таким технологиям, как одежда и укрытие.
Станет ли более тропический мир непригодным для жизни человека?
Это невозможно.
Таким образом, когда мы думаем о влиянии повышения уровня CO2, мы должны признать, что это будет, в той степени, в которой CO2 вызывает потепление, переход от сегодняшней управляемой глобальной климатической системы к более тропической, управляемой глобальной климатической системе - а не к какой-то палящей глобальной пустыне, как это часто изображается.
Это значительно ограничивает возможные последствия изменения климата. Единственное законное опасение по поводу дальнейшего воздействия антропогенного климата заключается не в том, что планета станет непригодной для жизни, а в том, что скорость изменения глобальной климатической системы в сторону более тропического климата будет крайне разрушительной, учитывая наши текущие инвестиции в инфраструктуру, включая расположение прибрежных городов.
Это само по себе исключает возможность апокалипсиса, оставляя лишь гипотетическую возможность разрушительных изменений, которые могут быть катастрофически дорогостоящими - например, повышение уровня моря, которое потребует от значительной части мира переселения с нынешних береговых линий в течение нескольких десятилетий. Это было бы очень плохо, но это ничто по сравнению с уничтожением производительной способности человечества и, следовательно, пригодности мира для жизни путем быстрого отказа от использования ископаемого топлива.
Итак, каких изменений мы можем ожидать от повышения уровня CO2 и с какой скоростью? Могут ли какие-либо из них действительно превысить возможности владения миром, наделенным все большими полномочиями, настолько, что это станет катастрофой?
Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо точно понять ключевой механизм, с помощью которого повышение уровня CO2 влияет на климат: так называемый парниковый эффект.
Уменьшающийся и слабый парниковый эффект
Ключевой механизм, с помощью которого повышение уровня CO2 влияет на климат, известен как "парниковый эффект" - эффект потепления. Понимание этого эффекта - ключ к ответу на вопрос, как повышение уровня CO2 повлияет на климат, а также почему высокие уровни CO2 в прошлом не привели к опасному потеплению планеты.
Обратите внимание, что все климатические последствия повышения уровня CO2 связаны с потеплением. Хотя нас иногда заставляют верить, что CO2 сам по себе влияет на засухи или штормы напрямую, это не так; он может влиять на них, только вызывая больше тепла в атмосфере, которое затем может повлиять на засухи или штормы.
Парниковый эффект относится к определенному классу молекул (комбинаций атомов), таких как водяной пар (H2O), углекислый газ (CO2) и метан (CH4). Эти молекулы, технически называемые "инфракрасными поглотителями", обладают свойством временно поглощать инфракрасное излучение, тип электромагнитного излучения, которое нагревает атмосферу.
Это имеет большое значение, поскольку при попадании солнечного света на Землю часть его преобразуется в тепловую энергию в виде инфракрасного излучения. Инфракрасное излучение испускается с поверхности Земли и проходит через атмосферу, уходя в космос.
Без инфракрасных поглотителей инфракрасное излучение, которое мы воспринимаем как тепло, немедленно ушло бы в космос.
С инфракрасными поглотителями инфракрасное излучение уходит дольше, сохраняя атмосферу несколько теплее, чем она была бы в противном случае.
Этот эффект замедления выхода тепла через атмосферу в просторечии называют "парниковым эффектом", исходя из аналогии с явлением, когда стекло в теплице сохраняет тепло для растений. С этой аналогией есть проблемы, но для простоты я буду придерживаться термина "парниковый эффект".
Полезной аналогией для понимания парникового эффекта является одежда. Одежда замедляет утечку тепла вашего тела в местную атмосферу. Добавление парниковых газов в систему подобно добавлению слоев одежды: при прочих равных условиях, чем больше парниковых газов вы добавляете, тем дольше задерживается вновь полученное тепло (будь то тепло человеческого тела или тепло, отраженное от Земли).
Как человек в одежде чувствует себя намного теплее, чем человек без одежды, так и благодаря парниковому эффекту поверхность Земли на много градусов теплее, чем могла бы быть в противном случае.
Важно подчеркнуть, что парниковый эффект не ограничивается CO2. На самом деле, подавляющее большинство парникового эффекта на Земле сегодня происходит от водяного пара в атмосфере. Водяной пар является гораздо более сильным парниковым газом, чем CO2.
Теоретические расчеты показали, что без парникового эффекта, большая часть которого обусловлена естественным присутствием водяного пара в атмосфере, поверхность Земли была бы примерно на 33°C (59°F) холоднее, чем сейчас, что означает постоянный ультраледниковый период, в котором мало что могло бы существовать.
По сути, парниковые газы, по крайней мере до определенного момента, являются крайне необходимой одеждой для Земли, существующей в сверххолодной Вселенной.
Джон Тиндалл, один из первооткрывателей парникового эффекта, описал водяной пар и другие парниковые газы следующим образом (ему также нравится аналогия с одеждой): "Этот водный пар - одеяло, более необходимое для растительной жизни Англии, чем одежда для человека"
Какого парникового эффекта мы можем ожидать от повышения концентрации CO2, в частности, в будущем?
Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо знать траекторию парникового эффекта, а именно: Как изменяется величина воздействия CO2 на потепление по мере увеличения количества CO2 в атмосфере?
Некоторые явления в жизни имеют линейные траектории. Если бы парниковый эффект CO2 был линейным, то каждая молекула CO2, которую вы добавляете в систему, увеличивала бы температуру на ту же величину, что и предыдущая.
В некоторых явлениях траектория является "суперлинейной" (выше линейной), или ускоряющейся. Если бы парниковый эффект был суперлинейным, то каждая молекула CO2, которую вы добавляете в систему, была бы более мощной, чем предыдущая; именно такой смысл мы получаем из большинства популярных трактовок парникового эффекта.
Затем есть явления с уменьшающимися или замедляющимися траекториями. Если бы парниковый эффект CO2 уменьшался, то каждая молекула CO2, которую вы добавляете в систему, была бы менее мощной в нагревании, чем предыдущая.
Каждый, кто обсуждает этот вопрос, должен знать, по какой траектории движется парниковый эффект. Хотя я встречал тысячи ненаучных людей, считающих, что парниковый эффект CO2 представляет смертельную угрозу, я не могу назвать и десяти, которые могли бы сказать мне, какова траектория этого эффекта.
Большинство считает, что оно ускоряется. Так, услышав прогноз о потеплении, скажем, на
