Система «природа — общество» и климат. О тепловом балансе Земли

Статья - Экология

Другие статьи по предмету Экология

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



резервуаром для избыточной энергии. Согласно расчетным данным, возрастание теплосодержания верхнего слоя океана толщиной 700 м за последнее десятилетие составило 6.0 0.6 Вт/м2, тогда как соответствующее наблюдавшееся значение равно 5.5 Вт/м2. Результаты вычислений меридионального разреза (глубина-широта) поля температуры океана для различных вариантов численного моделирования выявили наличие значительных расхождений, отображающих хаотичность океанической погоды, хотя основные особенности среднезонального поля трендов температуры океана в целом соответствуют наблюдаемым, выявляя более глубокое проникновение аномалий тепла вглубь океана в средних и высоких широтах и менее глубокое в тропиках.

Следует подчеркнуть, что обнаружение среднеглобального энергетического разбаланса имеет концептуальное значение, поскольку подобный разбаланс служит индикатором нарушения глобального экологического равновесия. Понятно, что при отсутствии антропогенных воздействий должна иметь место сбалансированность усредненных за большие промежутки времени значений прихода (поглощенная солнечная радиация) и расхода (длинноволновая уходящая радиация) энергии. Нарушение энергетического (теплового) баланса планеты отображает начало опасного процесса потери экологического равновесия в глобальных масштабах. Другим индикатором подобной потери является нарушение замкнутости глобальных биогеохимических круговоротов.

Наблюдавшееся в период 1880-2003 гг. повышение среднеглобальной приземной температуры воздуха составило 0.6-0.7С, что соответствует уровню возмущающего воздействия ~ 1 Вт/м2. Наличие избыточного тепла означает существование резервуара тепла (0.85 Вт/м2), который из-за большой инерционности климатической системы должен обусловить дальнейшее развитие процесса глобального потепления даже при неизменности содержания парниковых газов в атмосфере. Исторические аналогии говорят о том, что такой уровень возмущающего воздействия не мог существовать длительные периоды. В самом деле, если бы величина разбаланса сохранялась на протяжении всего периода голоцена (10 тысяч лет) на уровне ~ 1 Вт/м2, этого было бы достаточно для таяния глобального слоя льда толщиной 1 км. Поэтому естественно считать, что в геологических масштабах времени разбаланс не мог превосходить небольшой доли от 1 Вт/м2.

Таблица 2

Наблюдавшиеся значения среднеглобальных возмущающих воздействий и эквивалентные изменения альбедо Земли (х103) Возмущающие воздействияАльбедоУсиление парникового эффекта атмосферы за время индустриальной эры (2.4 0.2 Вт/м2)

Антропогенное аэрозольное радиационное возмущающее воздействие за время индустриальной эры

Оценки изменений альбедо по данным об отраженной Луной уходящей коротковолновой радиации (2000-2004 rr.)

Изменения альбедо по данным спутниковых наблюдений (2000-2004 гг.)

Изменения суммарной радиации: по спутниковым данным за период 1983-2001 гг.

по данным наземных наблюдений за период 1985-2000 гг.

по данным наземных наблюдений за период 1950-1990 гг.

-7+6

 

-44

 

+16

 

-6

 

-8

 

 

-13

+20С точки зрения оценок достоверности вычислений среднеглобальных компонентов радиационного баланса Земли наиболее сложной является проблема учета роли альбедо. Анализ данных по годовому ходу альбедо, полученных с использованием моделей климата, выявил наличие значительных (превосходящих уровень изменчивости парникового радиационного возмущающего воздействия) расхождений, как между различными моделями, так и с результатами наблюдений, причем последние не обнаруживают того годового хода, который характерен для вычисленных величин альбедо. Такого рода расхождения свидетельствуют о недостаточной надежности результатов численного моделирования, обусловленной неадекватным учетом влияния облачности и аэрозоля на формирование альбедо. При современном уровне погрешностей спутниковых наблюдений достоверное распознавание таких изменений альбедо, которые эквивалентны антропогенно обусловленному усилению парникового эффекта атмосферы, оказывается невозможным. Существующую ситуацию иллюстрируют данные табл. 2. Видно, что уровень расхождений устрашающе значителен (рассматриваемые оценки расходятся даже по знаку). Отсюда следует очевидная некорректность использования понятия глобальное потепление, отображающего иллюзию происходящего на всем земном шаре равномерного потепления климата. А это значит, что первостепенной задачей современной климатологии является продолжение развития систем наземных и спутниковых наблюдений с целью накопления длинных рядов достоверных данных наблюдений. Сложность и значимость этой задачи вытекает из сопоставления имеющихся спутниковых данных, согласно которым среднеглобальное альбедо Земли равно -0.29, а внеатмосферный интегральный поток солнечной радиации составляет 341 Вт/м2. Это означает, что изменение альбедо Земли всего на 0.01 эквивалентно изменению радиационного баланса на 3.4 Вт/м2, что сравнимо с эффектом удвоения концентрации CO2 в атмосфере.

Противоречивость полученных в результате наблюдений и рассчитанных с помощью моделей данных о соотношении радиационного баланса и альбедо подтверждается многочисленными публикациями по этой теме. Ряд данных обнаруживает уменьшение уходящей коротковолновой радиации примерно на 2 Вт/м2 за период с марта 2000 г. по февраль 2004 г., что эквивалентно спа

s