Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий. Проблема Киотского протокола. Материалы Совета-семинара при Президенте Российской академии наук - Израэль Ю.А., Шушарина Н.М.

Автор: Израэль Ю.А. Шушарина Н.М.
Теги: метеорология климатология физика атмосферы стратосфера озоносфера мезосфера термосфера сборник докладов киотский протокол
ISBN: 5-02-035297-7
Год: 2006
Похожие
Леденящие звезды. Новая теория глобальных изменений климата
Летопись необычайных явлений природы за 2, 5 тысячелетия (V в. до н.э.-XX в. н.э.)
Погода - Климат - Человек
Барометры природы
Текст
                    Возможности
ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ
ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
НЕГО
НЕГАТИВНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ
Проблема
Киотского протокола
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ наук
Возможности
ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ
ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
И ЕГО
НЕГАТИВНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ
Проблема
Киотского протокола
Материалы Совета-семинара
при Президенте Российской академии наук
УДК 551.5
ББК 26.23
В64
Ответственный редактор
академик Ю.А. ИЗРАЭЛЬ
Редактор-составитель
кандидат технических наук Н.М. ШУШАРИНА
Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последст-
вий : проблема Киотского протокола : материалы Совета-семинара при Прези-
денте РАН / [отв. ред. Ю.А. Израэль] ; РАН. - М. : Наука, 2006. - 408 с. -
ISBN 5-02-035297-7 (в пер.).
В настоящем сборнике представлены доклады специалистов институтов РАН по Отделению наук
о Земле, Отделению общественных наук и Отделению энергетики в области теоретических и экспери-
ментальных данных о состоянии климатической системы, изменении климата и его последствиях,
возможности стабилизации концентрации парниковых газов в рамках реализации Киотского протокола,
а также по проблеме Киотского протокола в рамках различных сценариев изменения климата и сокраще-
ния концентрации парниковых газов в атмосфере.
Для широкой научной общественности.
По сети “Академкнига”
Научное издание
ВОЗМОЖНОСТИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
И ЕГО НЕГАТИВНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ
Проблема Киотского протокола
Материалы Совета-семинара
при Президенте Российской академии наук
Зав. редакцией М.В. Грачева. Редактор А.В. Бирюков
Художник В.Ю. Яковлев. Художественный редактор Ю.И Духовская
Технический редактор Т А Резникова
Корректоры А Б. Васильев, Т И Шеповалова
Подписано к печати 14.09.2006. Формат 70 х ИХ) ,/16. Гарнитура Таймс. Печать офсетная
Усл.печ.л. 33,2 Усл.кр.-отт. 33.2. Уч.-изд.л. 32,5. Тираж 370 экз. Тип. зак. 3623
Издательство “Наука”. 117997, Москва, Профсоюзная ул., 90
E-mail: sccrct@naukaran.ru www.naukaran.ru
Отпечатано с готовых диапозитивов в ГУП “Типография “Наука”
199034, Санкт-Петербург, 9 линия, 12
ISBN 5-02-035297-7
©Российская академия наук, 2006
© Редакционно-издательское оформление.
Издательство “Наука”, 2006
ВВЕДЕНИЕ
Проблема изменения климата является одной из самых острых современ-
ных экологических проблем. Ее серьезность подтверждается возникшим в по-
следние десятилетия потеплением климата с возможными отрицательными
последствиями. В связи с этим была разработана Рамочная конвенция ООН
об изменении климата (РКИК), подписанная в мае 1992 г. и ратифицирован-
ная подавляющим большинством стран - членов ООН, в том числе Россией.
Целью Конвенции является привлечение внимания руководителей стран
к данной проблеме и призыв к ограничению антропогенного воздействия на
климатическую систему. В международном плане для реализации Кон-
венции работает Конференция сторон, которая на третьей сессии (1997 г.,
г. Киото, Япония) приняла Киотский протокол, нацеленный на достижение
основной цели Конвенции - “добиться во исполнение соответствующих по-
ложений Конвенции стабилизации концентрации парниковых газов в атмо-
сфере на таком уровне, который бы не допускал бы опасного антропогенно-
го воздействия на климатическую систему".
Киотский протокол подразумевает принятие страной, ратифицирующей
его, ряда обязательств по осуществлению политики и мер, направленных
на снижение совокупных антропогенных выбросов парниковых газов.
При этом предусматривается возможность создания системы переуступки
прав на выбросы от одной страны к другой.
Как известно, президент США Дж. Буш в 2001 г. объявил об отказе США
ратифицировать Киотский протокол и выходе из него. Второй страной,
вышедшей из Киотского протокола, является Австралия. Ряд стран мира уже
ратифицировал Протокол и на момент начала работы Совета-семинара время
вступления Протокола в силу зависело от позиции Российской Федерации.
На прошедшей 29 сентября - 3 октября 2003 г. в Москве Всемирной кон-
ференции по изменению климата, в которой участвовало более 2000 человек,
наряду с разными аспектами поднимались вопросы, связанные с Киотским
протоколом, в том числе по позиции Российской Федерации. Президент
страны В.В. Путин в своем приветственном слове к участникам конференции
подчеркнул, что Россия будет решать вопрос о присоединении к Киотскому
протоколу только с позиций се национальных интересов.
С целью принятия взвешенного и обоснованного решения Президент
В.В. Путин поручил ученым Российской академии наук подготовить мнение
о возможности предотвращения последствий изменения климата и пробле-
ме Киотского протокола. Для тщательного и всестороннего обсуждения
проблемы Распоряжением № 13000-68 от 29 января 2004 г. Президиум РАН
принял решение об организации при президенте РАН специального Совета-
семинара “Возможности предотвращения изменения климата и его негатив-
ных последствий. Проблема Киотского протокола” под председательством
академика Ю.А. Израэля.
Для работы в Совете-семинаре были приглашены академики и специа-
листы институтов РАН по Отделению наук о Земле, Отделению обществен-
ных наук и Отделению энергетики: академик Ю.А. Израэль - председатель
совета-семинара, академик А.Г. Гранберг - заместитель председателя, ака-
демики Г.С. Голицын, С.С. Григорян, К.С. Демирчян. В.П. Дымников,
I .А. Заварзин, В.М. Котляков. Д.С. Львов, В.И. Осипов, члены-корреспон-
денты РАН Н.Ф. Глазовский, В.И. Данилов-Данильян. И.И. Мохов, про-
фессора С.П. Горшков (МГУ), Г.В. Груза, И.М. Назаров, С.М. Семенов,
(ИГКЭ), советник Президента РФ А.Н. Илларионов, О.Г. Сорохтин,
д.э.н. А.А. Гусев, д.г.н. Н.А. Зайцева (ученый секретарь), к.ф.-м.н А.И. На-
хутин, А.Ф. Яковлев (ИГКЭ), к.э.н., С.А. Рогинко (Институт Европы).
В состав Совета-семинара вошел и президент РАН 10.С. Осипов.
Особенностью данного семинара является участие в нем специалистов,
работающих в разных областях знании, и такой междисциплинарный подход
позволяет рассматривать весьма сложные и многогранные вопросы.
Для обсуждения на семинаре был сформулирован ряд принципиальных
вопросов.
Геофизикам предложено: опираясь на данные МГИЭК и существующие
теоретические и экспериментальные данные проанализировать состояние
климатической системы, изменения состояния климата и его последствий;
рассмотреть возможности стабилизации концентрации парниковых газов в
рамках реализации Киотского протокола; обсудить его эффективность в
рамках различных сценариев изменения климата и сокращения концентра-
ции парниковых газов.
Энергетикам и экономистам следует: обсудить расчет скорости повы-
шения эмиссии парниковых газов в России при разных темпах роста ВВП
(и превышения уровня эмиссии 1990 г.); провести расчеты для периода
2008-2012 гг. и после окончания первого периода Киотского протокола;
определить, что может заработать Россия при продаже квот с учетом воз-
можных рынков и результатов по реализации Киотского протокола; какие
экономические потери понесет Россия после пересечения уровня эмиссий
1990 г.?
В 2004 г. было проведено 17 заседаний, в том числе расширенное заседа-
ние с участием ученых и специалистов из других стран, заслушано около
40 докладов и выступлений. В 2005 г. (на май включительно) проведено
четыре заседания, заслушано около 40 докладов. В сборнике публикуются
практически все доклады; исключение составляют лишь те. которые сдела-
ны на расширенном заседании в июле 2004 г., так как многие тексты этих
докладов не предоставлены авторами.
На семинаре не обсуждались политические вопросы, в том числе вопро-
сы ратификации Россией Киотского протокола, однако затрачивались
вопросы научной обоснованности, геофизических, экономических и энерге-
тических аспектов Киотского протокола.
По результатам работы семинара на заседании семинара 2 апреля 2004 г.
принято ‘‘Суждение совета-семинара РАН о возможности антропогенного
изменения климата и проблеме Киотского протокола”, текст которого пол-
ностью приводится в материалах Совета-семинара.
4
Тексты докладов и выступлений представлены в сборнике в хронологи-
ческом порядке, по мере представления их на заседаниях семинара.
Как известно, 4 ноября 2004 г. Российская Федерация ратифицировала
Киотский протокол и в начале 2005 г. он вступил в силу.
В законе от 4 ноября 2004 г. указано: «ратифицировать Киотский прото-
кол ... со следующим заявлением: “Российская Федерация исходит из того,
что обязательства, налагаемые Протоколом на Российскую Федерацию,
будут иметь серьезные последствия для ее экономического и социального
развития. В связи с этим решение о ратификации было принято после тща-
тельного анализа всех факторов, в том числе с учетом значения Протокола
ЛЛ.Я развития международного сотрудничества, а также с учетом того, что
Протокол вступит в силу только при условии участия в нем Российской
Федерации.
Протокол определяет для каждой из подписавших его Сторон обяза-
тельства по количественным показателям сокращений эмиссии парниковых
газов в атмосферу в первый период его действия - 2008 по 2012 г.
Обязательства Сторон Протокола по количественным показателям
сокращении эмиссии парниковых газов в атмосферу во второй и последую-
щие периоды действия Протокола, т.е. после 2012 г., будут определяться
в ходе переговоров со Сторонами Протокола, которые должны начаться
в 2005 г. По итогам этих переговоров Российская Федерация примет реше-
ние о своем участии в Протоколе во второй и последующие периоды его
действия”».
Совершенно очевидно, что содержание указанных переговоров и их
результаты, а следовательно, и решение Российской Федерации об участии в
Протоколе после 2012 г. должны определяться на серьезной научной основе.
Отсюда следует, что работа Совета-семинара Российской академии наук
в части обсуждений и решения задач такого научного обоснования сохра-
няется и его работа должна продолжаться.
Председатель Совета семинара
академик	ЮЛ. Израэль
СТЕНОГРАММА ВЫСТУПЛЕНИЯ
ПРЕЗИДЕНТА РАН
АКАДЕМИКА Ю.С. ОСИПОВА
16 января 2004 г.1
Дорогие коллеги!
Человечество, наконец, начинает понимать, что мы, образно говоря, “в од-
ной лодке”, т.е. на одной планете Земля. Окружающая нас среда определяет
возможность выживания и сохранения жизни, и климат является одной из важ-
ных компонент системы жизнеобеспечения людей на планете. Важность этой
проблемы подтверждается наличием Рамочной конвенции Организации Объ-
единенных наций об изменении климата, которая вступила в силу в 1994 г.
Полагают, что современное изменение климата вызывается антропо-
генным фактором, поэтому в 1997 г. был предложен Киотский протокол,
нацеленный на достижение основной цели Конвенции - предотвратить опас-
ное антропогенное воздействие на климатическую систему.
Киотский протокол подразумевает принятие страной, ратифицирующей
его, ряда обязательств, направленных на снижение концентрации парниковых
газов. При этом предусматривается возможность создания системы переус-
тупки прав на выбросы от одной страны к другой. Ряд стран, и таких боль-
шинство, уже ратифицировали Киотский протокол, некоторые (США, Авст-
ралия) отказались, наша страна еще не приняла окончательного решения.
Именно поэтому российское Правительство пригласило в прошлом году уче-
ных разных стран на Всемирную климатическую конференцию, чтобы дать
возможность специалистам оценить состояние климата, попытаться понять
причины, вызывающие его, и дать прогноз его дальнейших изменений. К со-
жалению, в отношении Киотского протокола конференция не смогла прийти
к единому мнению. Проблема, которую представляет Киотский протокол,
имеет исключительно важное значение для страны. Необходимо понять,
какими могут быть для России последствия ратификации Киотского протоко-
ла. При этом важно, чтобы такое политическое решение опиралось на про-
фессиональную оценку состояния климата, экономики страны и понимание
политической ситуации. С этой целью по просьбе Андрея Николаевича Илла-
рионова организован Ваш Совет-семинар, работу которого мы сегодня от-
крываем. Я уговорил академика Юрия Антониевича Израэля возглавить ваш
семинар. Полагаю, что Правительство страны придает большое значение его
работе и ждет от Российской академии наук научно обоснованных рекоменда-
ций. Полагаю, что здесь собрались компетентные специалисты, которые смо-
гут выполнить эту работу. От души желаю успеха работе Вашего семинара.
1 Здесь и далее указана дата заседания Совещания - Семинара (примеч. ред.).
СТЕНОГРАММА ВЫСТУПЛЕНИЯ
ПРЕДСЕДАТЕЛЯ СОВЕТА-СЕМИНАРА
АКАДЕМИКА Ю.А. ИЗРАЭЛЯ
16 января 2004 г.
В Москве с 29 сентября по 3 октября 2003 г. по инициативе В.В. Путина
была проведена Всемирная конференция по изменению климата.
В работе Конференции приняли участие более 2200 делегатов из
86 стран, представлено более 400 докладов. Целью конференции было все-
стороннее обсуждение проблемы изменения климата, включая: понимание
роли антропогенных и природных факторов, формирующих климат; поиск
возможных путей снижения антропогенных эмиссий парниковых газов и
аэрозолей: оценку воздействия и возможности адаптации к происходящим
изменениям климата; и, наконец, достижение взаимопонимания между уче-
ными. правительствами, деловыми кругами и широкой общественностью.
Конференция дала возможность организовать прямой диалог ученых с
представителями правительственных кругов, бизнеса и членами обществен-
ных (неправительственных и международных) организаций.
В решении Конференции записана такая фраза: “Конференция собрала
вместе \ частников со всего мира и достигла своей цели - представления мно-
жества новых научных результатов и проведения живого диалога между все-
ми участниками. И в этом смысле можно ожидать ее большого влияния на
дальнейшие научные исследования и политические решения”.
Всемирная конференция по изменению климата дала участникам заме-
чательна ю возможность представить и обсудить новые результаты исследо-
вании. улучшить понимание существующего состояния климатической сис-
темы и ее возможного развития в будущем, оценить потенциальные послед-
ствия и реакцию климатической системы на воздействия. Новые результа-
ты. представленные российскими учеными, продемонстрировали широкий
спектр исследований, проводящихся в России.
В представленных докладах рассмотрена роль технологий в решении
проблемы изменения климата, оценке климатических ресурсов и рисков,
вероятности опасных явлений и природных катастроф. Предложен ряд ме-
ханизмов адаптации к предполагаемым изменениям климата. Наряду с безу-
словной необходимостью снижения антропогенной нагрузки подчеркнута
важность научного подхода к проблеме изменения климата.
На Конференции обсуждались научная основа и научное содержание
иегользования подходов Киотского протокола и Рамочной конвенции ООН
об изменении климата к решению вопросов регулирования выбросов парни-
ковых газов.
7
Конечная цель настоящей Конвенции и всех связанных с ней правовых
документов, которые может принять Конференция Сторон, заключается в
том, ‘’чтобы добиться во исполнение соответствующих положений Конвен-
ции стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере на таком
уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия
на климатическую систему*’.
По проблеме ратификации Россией Киотского протокола звучали раз-
личные мнения, как за, так и против, но они часто, с моей точки зрения,
были основаны больше на эмоциях, потому что в Киотском протоколе сме-
шаны как научные задачи, так и задачи, связанные с бизнесом и политикой.
Президент В.В. Путин по этому поводу сказал следующее: “... Россию актив-
но призывают к скорейшей ратификации Киотского протокола. Я уверен,
что и на вашей встрече будут многократно звучать эти призывы. Хочу отме-
тить, Правительство Российской Федерации тщательно рассматривает и изу-
чает этот вопрос, изучает весь комплекс связанных с ним непростых проблем.
Решение будет принято после того, как эта работа будет закончена и, конеч-
но, в соответствии с национальными интересами Российской Федерации”.
Насыщенная докладами Программа Конференции не позволила провес-
ти детальное обсуждение научных задач и достичь полного понимания пос-
ледствий изменения современного климата и возможностей использования
результатов новых исследований.
В связи с тем, что имеются различные мнения по данному вопросу, зафи-
ксированные в разных документах, на конференции мы впервые попыта-
лись приблизиться к единому решению.
И, конечно, мнение Академии наук является исключительно важным,
потому что без отдельного мнения Академии наук, сформулированного как
мнение научного сообщества - Совета-семинара, который собран сейчас
в этом зале, - высшему руководству страны очень трудно принять оконча-
тельное решение по ратификации Киотского протокола, а также анализу
всех проблем, связанных с климатом, которые существуют и могут сущест-
вовать в этой области, как с точки зрения содержания, так и с точки зрения
последствий.
По инициативе В.В. Пузина при Президенте Российской академии наук
начинает работу научный Совет-семинар, посвященный возможностям пре-
дотвращения изменения климата и его негативных последствий и проблеме
Киотского протокола. Президент Российской академии наук Ю.С. Осипов
поручил мне быть председателем данного семинара.
Рамочная Конвенция об изменении климата определяет общие принципы
действия стран по проблеме изменения климата, но не содержит конкретных,
выраженных в цифрах обязательств по ограничению или сокращению выбро-
сов. Киотскии протокол закрепляет количественные обязательства стран-
участниц по ограничению и снижению выбросов парниковых газов в период
2008-2012 гг. и определением обязательств на последующие годы.
В протоколе также определено понятие “базового уровня выбросов”,
которое используется для расчета добавочного сокращения выбросов за
счет проекта и “установленного количества выбросов парниковых газов”,
соответствующего выбросам стран в базовом году. Для большинства стран,
включая Россию, этим годом является 1990-й.
8
Киотский протокол (статья 17) учреждает торговлю квотами между сто-
ронами протокола. Торговля квотами должна начаться в 2008 г., однако в
отдельных странах она может начаться раньше, в соответствии с их внутрен-
ними соглашениями. Уже имеются национальные системы торговли Вели-
кобритании, Дании и Норвегии, в 2005 г. должна заработать система торго-
вли стран Европейского Союза.
Страны добровольно собираются уменьшать свою эмиссию, свои вы-
бросы на определенную величину. Если страны сами не хотят или не могут
сократить выбросы, они могут обмениваться либо торговать квотами.
Этот вопрос очень сильно повлиял на бизнесменов многих стран. И кроме
чисто научных и организационных вопросов возникли вопросы, связанные
с организацией бизнеса, промышленности, новых технологий и прочих
вопросов
В этом смысле Рамочная конвенция об изменении климата и Киотский
протокол являются не только и не столько реальным механизмом ограниче-
ния выбросов антропогенных газов, сколько первой попыткой человечест-
ва распределить возможности производства и потребления энергии между
различными странами. На это указал в своем выступлении профессор
А.Н. Илларионов: ‘фост выброса углекислого газа в странах с низким дохо-
дом неизбежен*’. Отмечено, что в этом отношении Киотский протокол тре-
бует значительного усовершенствования.
Все сказанные ранее - экспромт в качестве вступительного слова.
Теперь я хочу сказать несколько слов о тех вопросах, которые я хотел бы
осветить. Здесь присутствует советник Президента России А.Н. Илларио-
нов. Он хотел выступить с некоторыми запросами от властных структур к
науке. Я же освещу некоторые чисто научные вопросы, которые которые
стоят перед семинаром.
Мое выступление будет кратким, но в связи с тем, что в зале присутству-
ют специалисты разных направлений, разных отделений, я должен сказать
несколько слов о проблеме в целом, чтобы все знали, от чего мы исходим.
Я не буду читать лекции, тем не менее основные вопросы я постараюсь
осветить.
В 1988 г. была учреждена Межправительственная группа экспертов по
изменению климата (МГЭИК, или IPCC), как совместный орган ЮНЕП и
Всемирной Метеорологической организации, с целью получения макси-
мально достоверных ответов на вопросы, связанные с изменением климата,
в работе которой я принимаю участие вот уже 16 лет.
МГЭИК привлекает к своим работам сотни ученых со всего мира.
В 2001 г. в своем Третьем оценочном докладе она разработала основу для
тучшего понимания этой области знаний.
Что происходит с климатом? Важнейшей глобальной характеристикой
Езмснения климата является изменение температуры на поверхности Земли.
На рис. 1 показаны хорошо известные кривые изменения температуры
за последние 140 и 1000 лет, приведенные в отчете IPCC (2001 г.). За это
время температура несколько повышалась, потом понизилась, сейчас она
ювольно существенно повысилась (хотя в 1940-е гг. повышение было
аналогичным). И если говорить о статистически значимом повышении,
го анализ данных с 10 тысяч метеорологических станции наземных изме-
9
Рис. 1. Колебания температуры поверхности Земли. °C
а - последние 140 лет. весь земной шар; б - последние 1000 лет. Северное полушарие
рений показывает, что температура за 100 лет повысилась в среднем
на 0.6° ± 0.2 °C.
За предшествующий период (последнюю тысячу лет), по косвен-
ным данным (здесь взяты геологические и дендрохронологические данные)
температура колебалась, но в последнее время поднялась несколько выше.
За последние 25 лет отмечено наиболее существенное повышение.
МГЭИК подчеркивает, что ученые до сих пор не выяснили, что это - изме-
нение за счет антропогенного воздействия или чисто природное? Потому
что в природе за 400 тысяч лет четыре раза отмечались такого рода по-
вышения, но они были растянуты во времени. Кстати говоря, первые
наши ученые, которые давали прогнозы этого изменения (одним из которых
был Михаил Иванович Будыко) пользовались палеоклиматическими данны-
ми, аналогами того времени, и на основании их были сделаны выводы.
10
100 млн лет назад температура на Земле была на 7 °C выше, чем сейчас.
Затем она снижалась. Хотя бывали ледниковые периоды, межледниковые
периоды, периоды потепления, тем не менее она снижалась в целом. Но самое
важное, что в периоды резких изменений климата были массовые вымира-
ния живых организмов, особенно крупных животных (например, исчезнове-
ние динозавров).
Интересно, что в семи случаях крупного вымирания на Земле все они
происходили при понижении температуры, а не при повышении. Я думаю,
что на это надо обратить внимание.
Высказываются разные гипотезы относительно причин потепления
климата. Одна из основных - это эффект воздействия СО2 и других парни-
ковых газов, при этом подчеркивается, что имеется большая неопреде-
ленность в том, что потепление происходит за счет антропогенного воз-
действия.
Касаясь прогноза ближайших изменений климата, необходимо отме-
тить, что есть разные точки зрения. Большинство ученых считает, что с уче-
том парникового эффекта можно прогнозировать возможные изменения
температуры на поверхности Земли в ближайшие десятилетия и даже в бли-
жайшие сто лет. Согласно прогнозам, полученным на основе всех сценари-
ев выбросов МГЭИК, концентрация СО2, средняя температура поверхности
Земли в глобальном масштабе должны увеличиться.
На рис. 2 показаны величина выбросов углекислого газа, его концентра-
ция и изменение температуры воздуха согласно различным вариантам стаби-
лизации.
На рис. 2, а прогнозируемые выбросы СО2, которые приведут к стабили-
зации его концентрации в атмосфере на уровне 450, 550, 650, 750 и
1000 млн-1, оцениваются по вариантам стабилизации WRE с использованием
модели круговорота углерода. Более низкие уровни концентрации СО2
предполагают необходимость снижения выбросов на более раннем этапе и
скорейшее снижение до уровней, которые были бы ниже уровня нынешних
выбросов.
Концентрация СО2, определенная для вариантов WRE (см. рис. 2, б) по-
степенно приближается к стабилизированным уровням в диапазоне от 450
до 1000 млн-1. Для сравнения показаны также оценки концентрации СО2,
которые соответствуют трем прогнозам выбросов СДСВ (А1В, А2 и В1).
Изменение глобальной средней температуры (см. рис. 2, в) оценивается для
вариантов стабилизации WRE с использованием простой климатической мо-
дели. которая по очереди подгоняется под каждую из нескольких более
сложных моделей. Прогнозируемое потепление замедляется по мере замед-
ления роста атмосферной концентрации СО2, и процесс потепления продол-
жается после того момента, в который концентрация СО2 стабилизируется
(показано черными точками), однако более низкими темпами. Предполага-
ется. что выбросы газов, помимо СО?, следуют прогнозу А1В СДСВ до
2100 г., после чего сохраняются на постоянном уровне. Этот сценарий был
выбран потому, что он занимает среднее положение в группе сценариев
СДСВ. Пунктирные линии рис. 2, в показывают прогнозируемые изменения
температуры для вариантов S - альтернативного набора вариантов стабили-
зации СО2 (на графиках а и б не показаны). Затененный участок предста-
11
а. Выбросы CQ?, Гт-С
б. Концентрация СОп, млн 1
Варианты WRE
--- WRE 1000
WRE 750
--- WRE650
WRE550
WRE 450
Варианты S
Сценарии СДСВ
Рис. 2. Выбросы и концентрация СО2,
изменения температуры, соответствующие
различным уровням стабилизации концен-
трации СО2
вляет собой диапазон чувствительности климата по пяти вариантам стаби-
лизации. Линии с правой стороны показывают, по каждому варианту WRE,
диапазон в 2J00 г., обусловленный настройкой на различные климатические
модели, а ромбики рядом с ними - среднее устойчивое (на весьма дальнюю
перспективу) потепление применительно к каждому уровню стабилизации с
использованием средних результатов, полученных с помощью климатиче-
ской модели. Для сравнения также показано три варианта повышения тем-
пературы в 2100 г., рассчитанные по сценариям выбросов СДСВ (показаны
крестиками).
Средняя температура поверхности Земли по прогнозам должна увели-
читься в период с 1990 по 2100 г. на 1,4—5,8 °C.
Повышение до 5,8 °C дают некоторые экстремальные сценарии. Общее
мнение тех, кто занимается моделями, заключается в том, что к концу этого
века возможно повышение средней температуры поверхности Земли на
2,5- 3,5 °C. Получены не только общие кривые, но и географическое рас-
пределение повышения температуры по разным моделям: в высоких широ-
тах оно довольно большое, в низких широтах - меньшее.
Человечество встало перед проблемой: что же делать? Некоторые счи-
тают, что эффекта парникового газа вообще нет. В этом случае можно
не беспокоиться, но неизвестно, что предпринимать, потому что если
эго - эффект парникового газа, надо бороться с его выбросами. И Киотский
протокол по существу направлен прямо на борьбу с выбросами.
12
Еще раз возвращаюсь к Рамочной конвенции ООН об изменении клима-
та. конечная цель которой заключается в том, чтобы ‘‘добиться стабилиза-
ции концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который
не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую си-
стему”. Формулировка очень трудная: “стабилизация” - это понятно: стаби-
лизация концентрации парниковых газов на каком-то неопасном уровне.
Какой же уровень здесь обозначен как “неопасный” т.е. не ведущий к ка-
ким-то изменениям именно климатической системы? Когда работали над
этим документом, я настаивал на том, чтобы было записано “влияние на
человека и среду обитания”, но в итоговый документ вошла формулировка
“опасное воздействие на климатическую систему”. Теперь необходимо опре-
делить. что такое “опасное воздействие на климатическую систему”. В тече-
ние восьми лет наши настоятельные требования о том, чтобы были органи-
зованы исследования в этой области, пока не удовлетворяются, тем не менее
мы убеждены в том, что это будет сделано1.
Теперь я хочу сказать о том, как себя вели участники после ратифика-
ции Конвенции. В ней записано, что все развитые страны (есть специальный!
список этих стран) и страны с так называемой переходной экономикой (быв-
шие социалистические страны) должны взять на себя определенные обяза-
тельства: они должны вернуться на уровень 1990 г. Однако за прошедшие
годы наблюдаются массовые нарушения этого положения.
Это касается только развитых стран. И здесь эффекта достигла только
Германия (причем за счет ГДР, в которой был очень существенный провал
экономики); добились определенного успеха, Норвегия, Швейцария и Вели-
кобритания. Во всех остальных странах, наоборот, уровень выбросов повы-
шается. Понижение наблюдается у стран с “переходной” экономикой -
она (экономика) существенно ухудшилась в этих странах после 1991 г.
Когда обсуждался Киотский протокол, была такая точка зрения: давай-
те отсчитывать от 1990-го года, но зачтем и просуммируем те обязательст-
ва. которые будут взяты во время действия Киотского протокола. Эти обя-
зательства колебались от 5 до 8% для развитых стран. В частности, Соеди-
ненные Штаты взяли обязательство снизить выбросы на 7%. Россия, по-
скольку у нас произошел провал экономики и общий выброс СО2 был на
364 ниже уровня 1990 г., не брала каких-то дополнительных обязательств.
Но теперь мы подходим к сути Киотского протокола, и возникают те во-
просы. которые мы с вами должны рассмотреть. Здесь есть и геофизические,
и экономические, и, конечно, политические вопросы.
Что следует из Киотского протокола?
В соответствии с оценкой МГЭИК (Б. Болин) в результате выполнения
всеми странами, взявшими на себя обязательства по Киотскому протоко-
лу. скорость замедления роста концентрации СО2 (без учета выхода США
из Протокола) составит всего 1-1,5 млн-1 за десять лет при общем росте за
этот период концентрации в 20 млн-1 и общей текущей концентрации
370 млн-1, т.е. эффект Киотского протокола за 10 лет с точки зрения за-
медления роста концентрации СО2 мог бы составить всего 0,3% от сегод-
няшнего уровня. *
Сейчас делаются только первые шаги.
13
Рис. 3. Расходы по стабилизации концентрации СО2
По данным МГЭИК, для стабилизации концентрации СО2 на уровне
550 млн-1 (рост на 50% по сравнению с сегодняшним уровнем), в течение
100 лет потребуется уменьшение нынешней его эмиссии в 2 раза, что составит
лишь несколько процентов от необходимого для стабилизации сокращения.
Иными словами повышение концентрации СО2 все равно будет идти, но
тенденция роста снизится очень незначительно. Так что если рассматривать
Киотский протокол как политический шаг, то это одно; если рассматривать
его как шаг в пользу климата, то он будет очень незначительным. А при вы-
ходе Соединенных Штатов и Австралии из этого протокола получается, что
это уже на 18, а 19 млн-1, почти 20, то есть практически эффекта нет.
Кстати говоря, очень интересный вопрос, и я его хочу поднять позже:
можно ли сейчас в рамках Киотского протокола, если Соединенные Штаты
и Австралия не ратифицировали протокол, решить глобальную проблему
уменьшения концентрации СО2 до допустимого уровня?
Если говорить о стоимости, то на рис. 3 показаны расходы по смягчению
последствий (в долл. США по ценам 1990 г.) посредством стабилизации кон-
центрации СО2 на уровне 450-750 млн-1 (столбики показывают суммарные
выбросы углерода в период с 1990 по 2100 гг.). В случае, если концентрация
стабилизации принимается 450 млн-1 стоимость составляет 18 триллионов
долларов. Понятно, что таких средств, которых на земном шаре просто
физически нет в таком виде, который можно было бы использовать для
этих целей.
Что касается России, то наши выбросы, из-за провала экономики, как
я уже говорил, существенно снизились - примерно на 36% в 1997-1998 гг.
14
Затем произошла стабилизация, сейчас техногенные выбросы увеличива-
ется. Мы учитываем все техногенные выбросы - метан, закись азота (N2O),
соеон - в тоннах СО2-эквивалента, потому что парниковый эффект различ-
ных газов неодинаков.
Это как раз те предпосылки, которые будут необходимы для расчетов,
с которых я скажу дальше.
Конечно, при расчетах экономических эффектов мы должны будем
очень внимательно изучать вопрос о том, что же для России будет означать
участие в Киотском протоколе и расчет для России квот, если у нас останут-
ся квоты. Сейчас по выбросам мы ниже “базового*’ уровня 1990 г. Если мы
С; дем оставаться ниже его и дальше, то с 2008 г. мы в принципе будем иметь
ггаво торговать квотами. Таково правило. И первый период Киотского про-
токола - с 2008 по 2012 г.
Если наша экономика будет расти в соответствии с утвержденной про-
граммой экономического и энергетического развития, с одной стороны,
к : предложением Президента В.В. Путина с другой, то при увеличении ВВП
к 79г в год (это сценарий, о котором говорил В.В. Путин), мы достигнем
уровня выбросов 1990 г. в 2011-2012 гг. Я не хочу сказать, что это точные,
ггавильные расчеты. Я просто хочу показать, чем наш семинар должен за-
Еёматься.
Заканчивая свое выступление, я хочу сказать, что у нас есть несколько
групп вопросов, которые мы должны обсудить.
Геофизикам предлагаются следующие задачи.
1. Проверить эффективность Киотского протокола с точки зрения изме-
нения климата и концентрации парниковых газов с учетом выполнения тре-
бований Протокола и существующего положения дел. Сравнить получен-
ные данные с ростом концентраций СО2 без Киотского протокола.
2. Сформулировать требования к сокращению концентрации парнико-
клх газов (к эмиссии парниковых газов) для стабилизации концентрации на
уровне 450 ppm, 550 ppm, 750 ppm и т.д.
Энергетикам и экономистам предстоит рассмотреть следующие вопросы.
1	. Расчет скорости повышения эмиссии парниковых газов в России при
резных темпах роста ВВП (и превышения уровня эмиссии 1990 г.). Провести
вычеты для периода 2008-2012 гг. и после окончания первого периода
Киотского протокола.
2	Что может заработать Россия при продаже квот с учетом возможных
рынков и результатов по п. 1?
3	Какие экономические потери понесет Россия после достижения уров-
эмиссий 1990 г.?
И последнее: научное понимание процессов, происходящих при измене-
на климата, является обязательным для ответа на любой практический
торос. поэтому рассмотрение чисто научных вопросов на семинаре мы бу-
ж ч проводить особенно тщательно.
СТЕНОГРАММА ВЫСТУПЛЕНИЯ
СОВЕТНИКА ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ
А.Н. ИЛЛАРИОНОВА
16 января 2004 г.
Добрый день, уважаемые коллеги!
Прежде всего я хотел бы поблагодарить всех вас за то, что все вы при-
шли на эту встречу. Особо я хотел бы поблагодарить Ю.С. Осипова и
Ю.А. Израэля за организацию этой встречи, поскольку мы неоднократно
обсуждали и ее тему, и ее идею. И есть надежда, что она будет первой, но не
последней.
Прежде всего, я хотел бы сказать несколько слов о предыстории, отку-
да возникла эта идея, а затем сформулировать несколько вопросов, которые
возникли в результате обсуждения вопросов об участии России в механиз-
мах Киотского протокола.
Идея эта имеет, как минимум, трехлетнюю историю. Началась она в ию-
не 2001 г. во время встречи большой “восьмерки” в Генуе, в которой прини-
мал участие Президент России В.В. Путин, и где он впервые стал свидете-
лем, а потом в небольшой степени участником дискуссии между лидерами
большой “восьмерки” по вопросам ратификации Киотского протокола.
Я участвовал в этой встрече как помощник Президента.
Должен сказать, что за всю историю международных встреч разного
уровня (тем более встреч такого уровня, как встреча глав государств - лиде-
ров восьми стран, в том числе Европейского Союза) никогда - ни до, ни по-
сле - ни один вопрос не обсуждался так горячо и эмоционально. Дискуссия
по поводу ратификации Киотского протокола шла два с половиной часа.
Позиции оказались не сводимыми.
Владимир Владимирович Путин предложил провести специальную кон-
ференцию по вопросам изменения климата и Киотскому протоколу с уча-
стием специалистов, ученых, государственных деятеляей, бизнесменов,
представителей негосударственных учреждений. И после двух с лишним
часов дискуссии это предложение оказалось удачным, все дружно за него
проголосовали и приняли. Собственно, так возникла Всемирная конферен-
ция по изменению климата, которая состоялась в сентябре-октябре 2003 г.
в Москве.
Я вам должен прямо сказать (это не секрет!), что в течение двух с поло-
виной лет, с июня 2001 г., наш Президент получил много десятков обраще-
ний от глав государств, в частности европейских, а также Канады, Японии
с просьбой и даже с требованием немедленно ратифицировать Киотский
16
гротокол. Причем ни по одному другому вопросу - ни по вопросу ядерного
»азоружения, контроля над российскими ядерными боеголовками, подвод-
ыми лодками, гниющими в Мурманской губе, вопросам терроризма и т.д. -
[ичего подобного не наблюдалось и не наблюдается, что, собственно гово-
ря. дает некоторое представление о том, насколько горячим является этот
спрос. И поскольку он оказался таким горячим, возникла необходимость
взобраться в нем.
Российское правительство, как вы знаете, работает над этим вопросом.
Вопрос сложный, вопрос тяжелый, вопрос не во всем понятный. Нас
гризывают и подталкивают к ратификации Киотского протокола. Мы ре-
пение не приняли. Для нас чрезвычайно важным является принятие обосно-
Еанного, с точки зрения российских национальных интересов, решения. Мы
штенсивно работаем, однако к решению сейчас не пришли, но, как сказал
Трезидент (и вы это слышали), есть серьезные сомнения в необходимости
ратификации Киотского протокола. Тем не менее, хотелось бы эти сомне-
ния развеять и получить ответы на возникшие вопросы.
Вопрос ратификации Киотского протокола обсуждался несколько раз
[а разных уровнях. Я присутствовал на нескольких совещаниях с участием
1резидента по этому поводу. Последнее совещание происходило в составе
гсеченного состава Совета Безопасности, на котором обсуждался целый ряд
юпросов, и тогда же была сформулирована просьба Владимира Владимиро-
вича ко мне потратить соответствующие силы, время и необходимые ресур-
ы для того, чтобы разобраться с этими вопросами и представить соответст-
вующий ответ. Собственно, это предыстория того, как я обратился к
О.С. Осипову и Ю.А. Израэлю с предложением рассмотреть этот вопрос
i Российской академии наук. У нас есть специалисты, профессионалы в раз-
ых областях. Поэтому есть просьба, транслированная от Президента через
<еня: попытаться ответить на несколько вопросов, опираясь на те возмож-
юсти. которое есть в Академии наук. Это объяснение того, как мы к этому
фишли. Поэтому есть огромная просьба помочь нам в этом смысле, помочь
гуководству страны, Президенту найти ответы на вопросы или, по крайней
вере. подсказать возможные пути решения тех проблем, которые существу-
пт. исходя из того знания, которое у нас имеется.
Есть несколько групп вопросов. Очень многое было сказано Ю.А. Изра-
илем. Я несколько дополню.
Первая группа - экономические вопросы - сколько это стоит. На одном
в графиков из представленного доклада IPCC, который показывал
D.A. Израэль, показана возможная стоимость осуществления мер по стаби-
лизации концентрации углекислого газа в атмосфере, исходя из разных сце-
нариев. Один из этих сценариев предполагает возможность стабилизации
сснцентрации углекислого газа в атмосфере до 2100 г. на уровне 450 ppm, по
равнению с 373 ppm в 2003 г. А стоимость этих мероприятий, как это вид-
so из графика, для всей планеты составила бы примерно 1750 трлн долла-
США в ценах 1990 г. Для сравнения: весь мировой валовой внутренний
гкпукт 2003 г. составил 32 трлн долларов. Понятно, что если мировая эко-
номика не остановится в развитии в течение 100 лет и будет развиваться, то
ероприятия по достижению стабилизации концентрации углекислого газа
в атмосфере составили бы примерно 5% мирового ВВП, исходя из наиболее
17
реалистичных сценариев. Поскольку не все страны являются участниками
Киотского протокола и не все они будут осуществлять соответствующие
мероприятия, то для тех из них, кто взял на себя обязательства по сокра-
щению эмиссии углекислого газа, эта цифра увеличивается до 15% ВВП
ежегодно, до 2100 г. Мы все представляем, что если у нас, скажем, на обо-
рону идет около 3% ВВП, на науку 0,45% ВВП (сейчас, может быть, по-
больше - 0,5% ВВП), то только на эти мероприятия предполагалось бы
тратить ежегодно 15%, - сумму, которая сегодня превышает все непро-
центные расходы федерального бюджета, начиная с расходов на армию,
кончая социальными программами, наукой, МИДом и т.д. Понятно, какова
в этом случае цена вопроса. Конечно, есть и другие варианты, но есть и
этот вариант.
Поэтому возникает вопрос стоимости: насколько это реалистично, смо-
жем ли мы взять на себя такие обязательства, вступая на этот путь, посколь-
ку мы понимаем, что это только первый шаг, а за ним последуют другие ша-
ги? Если мы понимаем, сколько это стоит, мы должны нести ответствен-
ность и перед самими собой, перед страной и перед нашими детьми и внука-
ми в том, какие обязательства мы берем на себя и на них тоже.
Важный вопрос - корреляция между темпами эмиссии углекислого газа
и темпами экономического роста. Наша цивилизация - хотим мы этого или
не хотим - до настоящего времени базируюется прежде всего на углеводо-
родах. Сначала сжигали дрова, уголь, теперь главным образом нефть и газ.
и сейчас свыше 80% энергии планета получает от использования углеводо-
родов. Коммерческих альтернатив углеводородному топливу не так много,
по сути дела только одна - ядерная энергетика. Даже в этом случае
(поскольку для нас ядерная энергетика обеспечит примерно 6% совокупно-
го потребления энергии), если мы предположим, что это необходимо, понят-
но, что это вопрос не одного года и даже не одного десятилетия. И тоже воз-
никает вопрос: сколько это стоит?
Следующий вопрос - торговля квотами. Об этом тоже сказал Ю.А. Из-
раэль. В том случае, если у страны есть свободные ресурсы, которые она
могла бы продать, почему бы на этом не заработать? Эти соображения не-
однократно высказывались. Однако более детальное знакомство с Киот-
ским протоколом и с документами, которые были подготовлены в его
развитие, а также с документами, подготовленными в Европейском Союзе,
директивами по поводу торговли квотами, показали, что в этом случае Рос-
сия не может продавать эти излишки, скажем, Европейскому Союзу. К то-
му же в документах четко установлена последовательность продаж квот:
вначале членам Европейского Союза, затем будущим членам Европейского
Союза, затем странам, ассоциированным с Европейским Союзом, затем
всем остальным. Если пройти эту цепочку, то выясняется, что весь потенци-
альный спрос Европейского Союза на покупку дополнительной эмиссии за-
канчивается при переходе от новых членов Евросоюза к ассоциированным
и до России дело просто не доходит, остается довольно большой зазор.
Даже в этом случае то, что называлось достаточно привлекательным для
России, таковым на самом деле не оказывается. Те многие десятки и сотни
миллиардов долларов, которые изображаются в качестве “пряника” для
России, честно говоря, оказываются виртуальными. Другое направление.
18
* втором говорят - это Проекты совместного осуществления. Присутствуй
шлГ. здесь академик В.И. Данилов-Данильян тоже активно пропагандиру-
ет ждею использования Проектов совместного осуществления. Мы изучали
проекты, и выясняется, что в этом случае действительно определенные
езеспщии могут быть переданы в страну-реципиент. Однако кредиты на
якь объем сокращения эмиссии углекислого газа передаются стране или
сят-ме. которая является инициатором Проекта. И, соответственно, эта
ггтлч д кредитуется с этими единицами выбросов, а у страны, в которой осу-
кствлен проект, эти единицы дебетуются. Таким образом, в случае осуще-
лзэечия Проекта совместного осуществления Россия фактически эмитиро-
бы меньшее количество углекислого газа, однако по отчетности
ж бы по бухгалтерской отчетности) у нее объем эмиссии оказался бы
жееыпим. чем был бы на самом деле. И в этом случае можно себе предста-
ягтъ. что у нас, если происходит Проект совместного осуществления, дейст-
гельно происходит существенное сокращение эмиссии, но на бумаге
гвхх эльку у нас дебетуется) остается тот же самый объем эмиссии, что и
вгеле.
Есть группа вопросов по не универсальности Киотского протокола и
жсхриминационности относительно России. Дело в том, что целый ряд
г~т__=. которые являются экономически и финансово более мощными, име-
wr м?лее высокие показатели ВВП на душу населения, более высокие пока-
жт^ли эмиссии углекислого газа, - и абсолютные, и на душу населения (и да-
к & доллар ВВП; известно утверждение о том, что наша экономика, мо-
зг быть, не является самой энергоэффективной и самой карбоноэффек-
явасй. но есть десятки стран, в которых эти показатели выше, чем в Рос-
□e l не берут на себя никаких обязательств по ограничению этих выбросов
ж собираются брать. Кстати, наши разговоры со многими представителя-
ш Китая. Индии, Бразилии, Мексики, а также вовсе не развивающихся
тгган (не только Америки, Австралии, но Кореи, Сингапура, и других)
взывают, что они не собираются брать такие ограничения. Сегодня ог-
жкнчения на эмиссию углекислого газа приняли страны, выбросы которых
ддс~аэляет 24% от совокупной эмиссии антропогенного характера. 76 про-
жждс в эмиссии углекислого газа осуществляется странами, которые ника-
лгт ограничений на себя не взяли и не собираются брать. Возникает вопрос:
жоглько эффективным может быть такой международный договор, если
четверти эмиссии осуществляется странами, которые не собираются
никаких обязательств? Кстати, за первое десятилетие доля стран,
вторые приняли на себя эти обязательства, резко уменьшилась и будет
жх жлжать уменьшаться, потому что другие страны эмиссию не ограничи-
ла 3 странах, которые не взяли на себя ограничения по эмиссии углекис-
xr:i газа, проживает сегодня 89% населения планеты, и в силу известных
жяиграфических причин эта доля будет лишь увеличиваться.
Егзе один вопрос касается непосредственно самого тексте! договора;
 - е - но учета обеспеченности территории лесами, поскольку леса выступа-
' толи довольно важного фактора. Выясняется определенная дискрими-
ке» России в этом отношении. Скажем, японские леса учтены с коэффици-
4	по отношению к эмиссии Японии (то есть в четыре раза увеличива-
- з доля в расчетах), а у нас они учтены с коэффициентом 0,25. Почему?
19
Дело в учете температурно-климатических условий различных стран
при определении обязательств. Россия, исходя из соотношения средней тем-
пературы и величины населения, является самой холодной страной плане-
ты. Другой страной, сопоставимой с Россией, является Канада, но в этой
стране 90% населения живет вдоль узкой полосы, лежащей у границы с Со-
единенными Штатами Америки, где средняя температура на одного живу-
щего на 4° выше, чем в России. Россия оказывается самой холодной, и у нас
значительная часть энергии тратится просто на обогревание жилых и про-
изводственных помещений. Это учитывается? Не учитывается! Поэтому
здесь возникает вопрос.
Далее вопрос эмиссии углекислого газа антропогенного характера.
Является ли сам человек источником эмиссии углекислого газа антропоген-
ного характера? Ведь в течение года каждый взрослый человек средней
комплекции производит примерно 250 кг углекислого газа. Естественно воз-
никает вопрос: если ограничивать эмиссию углекислого газа для экономики,
в какой степени это сопоставимо с эмиссией углекислого газа самим челове-
ком? Это вопрос учета, и к тому же разные люди эмитируют разное количе-
ство углекислого газа. Почему тогда это не учитывается?
Перехожу непосредственно к самим климатическим вопросам, которых
имеется довольно большое количество. Это, прежде всего, вопросы, связан-
ные с моделью климата Земли: какая модель является наиболее полной н
наиболее точно описывающей реальные процессы, происходящие с клима-
том? В частности, есть вопросы по “парниковому” эффекту: как работает,
какие газы, почему водяной пар, который считается одним из парниковых
газов, не учитывается? В климатических моделях он учтен. Ни если водяной
пар является парниковым газом, то в странах есть большое количество
водяного пара техногенного характера. Почему его не учитывают?
Другая проблема касается довольно большого количества работ, под-
вергающих сомнению основную, базовую идею о “парниковом” эффекте:
вызывает ли накопление углекислого газа повышение температуры плане-
ты, или же, наоборот, повышение температуры планеты, вызванное други-
ми факторами (в частности, солнечным излучением, либо потоками косми-
ческих лучей), вызывает повышение концентрации углекислого газа в атмо-
сфере? Я видел эти работы, но не видел критики. Хотелось бы узнать, есть
ли какая-то аргументация или контраргументация?
Далее. Удельный вес углекислого газа или других газов антропогенного
характера от общего количества этих газов. По расчетам академика
М.И. Будыко (для середины 1980-х гг.), доля углекислого газа антропоген-
ного характера составляет примерно 6% общего объема эмиссии углекис-
лого газа. Учитывая тренды, сейчас эта цифра, может быть, выросла до 8Q.
Так ли это? Хотелось бы узнать мнение высокого научного сообщества.
Далее. Возникает довольно больной вопрос, связанный с выбором гори-
зонта анализа. Те исследования, которые проведены в IPCC, по крайней
мере, те, которые представлены в документах, ограничивают период иссле-
дования довольно коротким сроком: либо последними 140 годами - перио-
дом инструментальных наблюдений, либо опираются на палеогеографиче-
ские данные последнего тысячелетия, хотя есть довольно длительные перио-
ды наблюдений - и на 2, и на 4 тысячи лет, и даже на более длительные
20
ерскн Во «ннкасг вопрос: почему ограничения взяты за тысячелетний период?
Ведь в ывпеимосгп о г того, какой период берется, получаются несколь-
ко ра шые выводы относительно того, что происходит на планете.
Если взять 140 летний период, то да, действительно получается повышение
температуры. А если взять тысячелетний период и провести стандартную
линию тренда, то она получается уже с отрицательным наклоном. Если же
взять более длительный период наблюдений, то выясняется, что даже ны-
нешнее повышение не является максимальным: оказывается, что в относи-
тельно недавней писаной истории были периоды, когда температура на пла-
нете, судя по всему, была не ниже, а скорее всего выше, чем сегодняшняя.
Если это так, то почему это не анализируется?
Возникает вопрос о длительных циклах изменения климата. Скажем,
о циклах Миланковича. А там изменение температуры происходило на
8-12° в течение нескольких сотен и даже тысяч лет. И в переводе на ско-
рость изменения климата оказывается, что в истории планеты были перио-
ды гораздо более быстрого изменения климата, чем те, что мы наблюдаем
сегодня. Даже если мы посмотрим то, что происходило за последнюю тыся-
чу или 2-4 тысячи лет, по палеоданным, которые имеются, выясняется, что
то повышение температуры, которое мы имеем сегодня, не самое быстрое,
были периоды гораздо более быстрого роста температуры. Конечно же,
2-4 тысячи лет назад никакого накопления углекислого газа антропогенно-
го характера не наблюдалось. Естественно, возникает вопрос: что же на
самом деле происходило?
Далее. Очень много вопросов возникает относительно воздействия
климата на человека, на деятельность человека, что является опасным и что -
безопасным. Есть масса примеров, по крайней мере в писаной истории чело-
вечества, соглсно которым снижение средней температуры воздуха ассоции-
руется с глобальными катастрофами в истории отдельных популяций, начи-
ная от Древнего Египта и Месопотамии кончая "черной" чумой в Европе или
малым ледниковым периодом в Европе, когда 40% населения Финляндии,
нынешних Эстонии и Латвии просто вымерло от холода. Хорошо известны
три “годуновских” года, когда в летние месяцы падал снег и были морозы,
которые уничтожили хлеб в России, что привело к одной из величайших ка-
тастроф в истории нашей страны и к Смутному времени, польско-шведской
интервенции и т.д. А это произошло в том числе и потому, что страна была
экономически ослаблена, поскольку тогда основным источником экономи-
ческого могущества было сельское хозяйство. Кстати говоря, единственный,
кто не пострадал или относительно не пострадал в это время, был Новгород,
который в силу транспортной доступности смог закупить хлеб в Европе.
Далее. Естественно, возникает вопрос: в какой степени Киотский прото-
кол в том виде, в котором существует, обоснован; что нужно делать россий-
ским властям (как минимум, ратифицировать - не ратифицировать); и если
не ратифицировать, какие есть альтернативы и есть ли какие-то другие гло-
бальные проблемы, на которые имело бы смысл обратить внимание (в том
числе мирового сообщества) и предложить мировому сообществу подумать
над этим?
Я назвал примерно семь блоков вопросов. И завершая свое выступление,
я хотел бы сказать следующее. Нам очень было бы важно знать ваше мне-
21
ние, ваши позиции. Конечно, многие из них будут не совпадать, и это хоро-
шо, это нормально - для этого и существует наука, для этого существуют
ученые, для этого существует Академия. Нам было бы важно услышать а
аргументы, и контраргументы, понять реальное состояние нашего сегод-
няшнего знания. Нам надо действительно в этом разобраться.
В последние 10 лет многими учеными неоднократно произносились
(и во многом обоснованно) слова, что по тем или иным вопросам наука не
востребована.
Сейчас как раз тот случай, когда наука востребована. Есть много вопро-
сов, на которые нет однозначных ответов. Мы обращаемся к вам с прось-
бой: помогите нам разобраться в этом, помогите ответить на эти вопросы,
и если этот семинар внесет свой вклад в понимание этих проблем, мы будем
вам очень признательны.
СТЕНОГРАММА ВЫСТУПЛЕНИЯ
АКАДЕМИКА Д.С. ЛЬВОВА
6 февраля 2004 г.
Прежде всего мне хотелось бы остановиться на принципиальных воп-
росах, которые являются общими и в значительной степени определяют
то, как мы должны реагировать на постановку самой задачи Киотского
протокола, отношение нашей страны относительно заключения или не за-
ключения этого соглашения.
Ясно, что проблема очень серьезная, причем она, с моей точки зрения,
не сводится только к проблеме изменения климата. Это проблема гораздо
шире, она затрагивает по существу то, что мы условно называем “ассими-
ляционным” потенциалом планеты, - касается процессов взаимодействия и
равновесия общества, человека и природы. Изменение климата -
это очень весомая, но всего лишь составная часть этой глобальной проб-
лемы, которая сегодня стоит перед человечеством.
Помимо увеличения выбросов парниковых газов, на наших глазах про-
исходит чудовищное засорение окружающей среды отходами хозяйствен-
ной деятельности человека. И природа, образно говоря, постоянно дает
нам сигналы SOS о неблагополучном состоянии ассимиляционного потен-
циала планеты. Мне думается, совершенно неважно, каковы первоисточ-
ники этой страшной беды, о которых много говорят ученые нашей страны
и мирового сообщества. Я не буду их перечислять, они достаточно очевид-
ны. Факт состоит в том, что состояние чрезвычайно тяжелое, а возможные
социально-экономические последствия достаточно опасны.
Причины этого, хочу отдельно сказать, из-за которых будто бы нельзя
дать однозначный ответ, мне представляются сотым вопросом среди рас-
сматриваемых на нашем семинаре проблем.
В этой связи я хотел бы заметить, что в записи Рамочной конвенции по
изменению климата мне очень понравилась одно положение в статье 3,
пункте 3: “Там, где существует угроза серьезного необратимого ущерба,
недостаточная научная неопределенность не должна использоваться в ка-
честве причины для отсрочки принятия таких мер, учитывая, что полити-
ка и меры, направленные на борьбу с изменением климата, должны быть
экономически эффективными для обеспечения глобальных благ при
максимально возможных затратах”.
По-моему, эта запись достаточно четко отражает взгляды современно-
го сообщества на эту проблему.
И в качестве гипотезы мне хотелось бы высказать свое первое предпо-
ложение, которое, как мне кажется, имеет для нас очень важное значение.
23
Мы говорим о мыт or рамных причинах природного, техногенного характе-
ра, непосредственно связанных с хо (явственной деятельностью человека,
однако если мы будем идти дальше в таком направлении, то не нащупаем
главный "нерв п главну ю причину той глобальной катастрофы, к которой
мы ускоренно приближаемся.
Мне кажется, что разделение проблемы на две: во-первых, неясность
а во-вторых, оперирование глобальными моделями климата - не
продвигает нас в этом направлении ни на йоту вперед. Поэтому мне хоте-
лось бы ооозначить существенную, на мой взгляд, проблему, которую нам
нужно рассмотреть.
Проблема изменения климата, проблема окружающей среды находит
непосредственное отражение и в других факторах, чрезвычайно беспокоя-
щих сегодня человечество.
Среди них я назвал бы два определяющих фактора: первый - диффе-
ренциация стран мира по социальному уровню. Если взять три группы
стран - отсталые, где уровень ВВП на душу населения составляет -
350-400 долларов, развивающиеся - 2300-2500 и развитые - свыше 20 тыс.,
то в странах, где сегодня проживает 85% населения Земного шара, на душу
приходится 2000 долларов в год. На эти страны приходится 20% мирового
ВВП, а остальные 15% населения обладают 80 процентами мирового
ВВП - это страны “золотого миллиарда”, или развитые страны.
По моей оценке, на долю первой группы стран, охватывающей 85%
всего населения, приходится 2,5% дохода от мировой собственности капи-
тала, а на долю второй, где живет 15% населения - львиная часть. 97-98%.
Мне кажется, надо смотреть не только на климат (это следствие!), а и
на первопричину: почему сложилось такое дикое, совершенно невообрази-
мое соотношение между социальными группами стран. Россия - классиче-
ский пример - ровно повторяет эту динамику.
В этой связи надо рассматривать проблему, которой мы занимаемся,
связанную прежде всего с крупнейшими природными катастрофами, и
которой посвящены очень серьезные, как мне кажется, исследования
В.И. Осипова и других наших ученых. Они говорят о том, что распреде-
ление катастроф природного характера отнюдь не равномерное, и глав-
ная часть, как это не странно, падает на страны отсталые и развивающи-
еся. Достаточно привести такие данные: за 27 лет прошедшего века в
так называемых “отсталых” странах до '/5 их национального валового
продукта уходило на ликвидацию последствий такого рода катастроф.
Масштабы этих последствий (прежде всего, число погибших и получив-
ших тяжелейшие травмы) тоже очень велики. Мне кажется, что это
неслучайно.
Я думаю, что причина тех безобразий, которые мы сегодня называем
изменением климата, - в модели глобализации, которая провозглашает еди-
нообразие в экономике, единообразие во всех остальных областях челове-
ческой жизни. Не устранив этот первоисточник, мы закрепим эти факто-
ры. Они очень важны, но мне кажется, что определяющим здесь является
социальная неустроенность.
В чем она выражается? Так шло развитие (сейчас это не предмет об-
суждения, это просто констатация), что мы создали и сегодня интегрируем-
24
<ч в гак называемые рыночные процессы, рыночную экономику, в рынок
труда, рынок капитала. Но сегодня мировой рыночной экономике не про-
тивопоставлен еще один очень важный рынок - рынок все возрастающего
дефицита природных ресурсов. Если основные фонды (хоть в какой-то ме-
ре!) через каналы амортизационного механизма и т.д. все-таки накаплива-
ются и происходит компенсация, то почему-то считается (и это одна из
основополагающих, дурацких основ современного глобализма), что приро-
да - эго бесплатно. То есть это старая марксистская идеология, которую
наши реформаторы (хотя они от нее и открещиваются) продолжают испо-
ведовать.
К чему это приводит? Это однозначно приводит совершенно не к про-
порциональным соотношениям между ценой труда и ценой капитала. Сле-
довательно, все воспроизводственные процессы в экономике направлены,
прежде всего, на воспроизводство и увеличение доходов на капиталы.
Это и есть современная капиталистическая экономика. В результате про-
исходит очень опасное перераспределение риска в пользу тех, кто этим
капиталом в меньшей степени обладает, прежде всего отсталых стран. Не-
даром целый ряд ученых сегодня говорят: “У нас новая экономика. Если
раньше Маркс говорил об эксплуатации труда, теперь мы должны гово-
рить об эксплуатации стран. “Третий” мир эксплуатируют страны “золото-
го миллиарда”. Мне кажется, что это очень существенное обстоятельство,
на которое я хотел обратить внимание.
Наконец последнее. Я хотел бы также сказать, что не только фауна
и флора, но и человек за прошедшее время чрезвычайно деградировал:
исчезают целые народности, целый ряд очень существенных признаков
многообразия.
Я считаю, что национальное и особенное, с точки зрения человека,
превыше во сто крат всех экономических доктрин. Хотя я и экономист,
должен сказать, что на экономике мы зациклились, перешагнули допусти-
мую грань. Мы переступили эту грань, и социально-психологические про-
цессы отодвинули на неподобающее последнее место.
Я не разделяю изменение природной среды и климата и социальную
деградацию человеческого общества. Поэтому сохранение этого многооб-
разия, все, что связано с этим, мне кажется чрезвычайно важной вещью.
Моя первая постановка, с которой я хотел с вами поделиться, состоит как
раз в этом.
Мне представляется несколько выводов из этого. Перед нами конкрет-
ная вещь - Киотский протокол, стоит, не стоит и т.д.
Наше обсуждение, на которое мы тратим время (я думаю, что это
очень полезно!), поиск тех или иных аргументов происходят в условиях
огромной неопределенности. Но она все время переводится в некоторую
модельную плоскость, как будто модель или какие-то зависимости позво-
лят нам решить то, что содержательно стоит за этим. Я думаю, что тем
самым мы уводим общественное мнение, наше правительство и нашего
Президента от необходимости глобального взляда на то, что происходит в
мире, от необходимости принимать правильное решение.
Какие возможные выгоды от Киотского протокола, если мы поддер-
жим его ратификацию?
25
Первое. Грсбуегся модернизация нашей энергетики и промышленно-
сти на оа <е реа/ивацпи одного из основополагающих принципов устойчи-
вого развития - перехода к малоотходным технологическим процессам.
Я думаю. что Киотский протокол в значительной степени позволит нам
обеспечить увеличение инвестиций на новой технологической базе и тем
самым решить проблему России сегодня. Совершенно ясно, что в
2005-2007 гг. мы погибнем из-за того, что произойдет снижение цен на на-
шу нефть. Доля доходов от нефти будет сокращаться, а наша отсталая тех-
нологическая структура так и будет прозябать. Значит, какая альтернати-
ва? Давайте мы пойдем по этому инерционному пути! Это страшная вещь:
Россия не может в этой структуре развиваться, она хуже, чем советская
структура. Будет Киотский протокол, не будет Киотского протокола -
нет у России будущего без существенного изменения логики ее структуры
на основе новых технологий и т.д. Если Киотский протокол дает нам хоть
дополнительную выгоду, я говорю: слава богу! Для меня это очень силь-
ный аргумент.
Второе - борьба с парниковыми газами. В силу технологических осо-
бенностей она сопряжена с сопутствующими эффектами сокращения дру-
гих. часто более вредных отходов, чем собственно парниковые газы.
Поэтому реализация Киотского протокола должна дать больший резуль-
тат. чем только разрешение климатических проблем. Так, по оценке экс-
пертов Высшей школы экономики, участие России в Киотском протоколе
позволяет предотвратить риск смертности от загрязнения воздуха. Можно
спорить с этим, но бесспорно, что это факт. Спорят о цифре - сокращение
на 40 тыс. человек в случае более благоприятного отношения к выбросам.
По исследованиям Института проблем рынка РАН, экономический ущерб
от загрязнения окружающей среды составляет от 3 до 15% ВВП. По моим
оценкам, цифра ближе к 15%. Поэтому мнение, что ратификация Киотско-
го протокола ударит по темпам экономического роста, на мой взгляд, без-
грамотно. В самом худшем случае экономический ущерб в 15% от загряз-
нения окружающей среды и 15%, которыми нас пугают, по темпам роста.
На самом деле в любом случае будет экономический рост, если мы будем
ориентироваться на новые факторы и более полный учет.
Третье. Реализация программы депонирования углерода природными
системами должна способствовать омоложению лесов России. Это ог-
ромная проблема, я не буду на ней останавливаться: она достаточно по-
нятна.
Мне кажется, что очень важно учитывать прямые доходы от продажи
углеродных квот. По предварительным оценкам, потенциальный спрос на
российские квоты парниковых газов может достигать 3-4 млрд тонн СО2,
что равняется участию США в Киотском протоколе. И мне думается, что
при цене 10 долларов за тонну (если мы разумно продумаем институцио-
нальные вопросы) это будут огромные миллиардные вливания в измене-
ние технологической структуры, что позволит нам решить проблему с
парниковыми газами и т.д.
Я предвижу возможные возражения, которые при этом возникают.
Первое. В связи с экономическим ростом Россия может превратиться из
страны-продавца квот в страну-покупателя. Все разрабатываемые прогно-
26
лы выбросов парникового газа показывают, что даже при самом бурном
J44 1V экономики величина выбросов до 2015 г. не превысит базовый
для России уровень 1990 г. Это не только мое мнение, но и мнение моих
коллег, поэтому сегодня я с ответственностью заявляю: до 2015 г. наша
страна не превратится из продавца квот в их покупателя.
Второе - дороговизна реализации Киотского протокола. Есть предпо-
ложение, что его реализация обойдется России в 15% ВВП. Эти возраже-
ния вы также знаете. Но и ущерб от загрязнения, по предельной оценке,
составляет те же 15% ВВП. С другой стороны, издержки от сокращения
выбросов парникового газа в странах с переходной экономикой оценива-
ются как довольно низкие по сравнению с развитыми странами, что, безу-
словно, делает первых чрезвычайно привлекательными для инвестиций в
проектах совместного осуществления и т.д.
Наконец, третье возражение связано с удвоением ВВП за 10 лет.
Мне кажется, что это возражение наиболее серьезное. Удвоение ВВП за
10 лет имеет в конце концов, не цель роста уровня жизни населения
России. О человеке (я это ответственно заявляю) при удвоении ВВП и со-
хранении примерно нынешней структуры экономики речи вообще нет.
Подчеркиваю: жизненный уровень наиболее бедных людей резко сокра-
щается. Ни одного мероприятия, несмотря на то, что нас в этом убеждает
Правительство - нет. К 2007 г. бедных у нас будет больше по уровню того
дохода, который они предположительно будут иметь. Это даже нельзя на-
звать доходом! Дальше - смертность. Это проблема № 1. Ноль внимания!
Причем тут удвоение ВВП? А как это повлияет на уровень смертности в
России? Никак не повлияет, потому что руководство страны не знает при-
чин так же, как и тех, которые я назвал вначале! Я считаю, что социаль-
ная среда неудовлетворительна для того, чтобы браться за все эти вещи.
И если Киотский протокол в этом отношении открывает нам хоть неболь-
шую нишу, давайте будем идти в русле мировой экономики.
В этой связи я хотел бы подчеркнуть, что адекватно рассматривать
традиционный ВВП и его удвоение с научной точки зрения принципиаль-
но неправильно. Мы обязательно должны учитывать то, что сейчас на-
блюдаем в глобализме. Прежде всего, это человек и природа.
Человек и природа не участвуют в ВВП, следовательно, нужно как ми-
нимум вычесть из возможного прогнозируемого роста ВВП экономиче-
ский ущерб. То есть речь идет об “очищенной” величине, тогда я понимаю.
И эта постановка мне кажется единственно правильной по удвоению или
увеличению роста нашего валового продукта.
Результат от реализации Киотского протокола, мне кажется, зависит
прежде всего от институциональной структуры. Мне представляется, что
это задача не России, а всего мирового сообщества. На мой взгляд, изме-
нение климата, другие факторы должны получить адекватное институци-
ональное отражение в мире. Должны быть соответствующие институты, и
Россия не должна прятаться как страус. Я считаю, что “бухгалтерский”
подход здесь совершенно не уместен. Речь идет о жизни на Земле. Мы все -
и США, и Россия, и отсталые страны - в условиях глобализации “связаны”
одной веревкой: или мы выживем все вместе, или не выживет никто!
Я предложил бы нашему Президенту не только поддержать Киотский
27
протокол, но и выступить с принципиальной инициативой: природные ре-
сурсы должны оцениваться совершенно иначе, должен быть создан соот-
ветствующий фонд под соответствующим контролем, который целевым
образом использовался бы на модернизацию, на решение задач, связанных
с улучшением окружающей среды и ассимиляционного потенциала.
Мой вывод. Я считаю, что ни в коем случае не надо отказываться от
подписания Киотского протокола. Однако надо оговорить некоторые
условия, часть которых я назвал. Мне представляется, что именно они
могут стать предметом обсуждения. Говорить: “не надо вступать,
потому что....” и приводить 13 пунктов, мне кажется, абсолютно не убе-
дительно. И недаром я начал с того, что и модель не может подтвердить
правоту или ошибочность. Сегодня ситуация такова (и это очевидно!),
что нам нужно принимать меры и мы должны стать выше национальных
интересов.
В.И. Данилов-Данильян
Институт водных проблем РАН
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ, ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
И ПОЛИТИЧЕСКИЕ
АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ КИОТСКОГО ПРОТОКОЛА
6 февраля 2004 г.
Разработка Рамочной конвенции по изменению климата (РКИК), откры-
той к подписанию в мае 1992 г., подписанной Россией в июне 1992 г. и ратифи-
цированной в ноябре 1994 г., и развивающего ее Киотского протокола (от-
крытого к подписанию и ратификации в декабре 1997 г. и тогда же подписан-
ного Россией), была вызвана климатическими изменениями, исходя из так на-
зываемой “парниковой гипотезы”. Согласно этой гипотезе увеличение кон-
центрации парниковых газов в атмосфере влечет рост средней приповерхност-
ной температуры, последствия этого феномена оцениваются как отрицатель-
ные, откуда следует вывод о необходимости (во всяком случае, желатель-
ности) снижения антропогенных выбросов парниковых газов и сохранении
ассимиляционной способности экосистем, поглощающих СО2. Уже при подго-
товке РКИК стали очевидны два обстоятельства: во-первых, исключительные
климатологические трудности, во-вторых, чрезвычайная многоаспект-
ность проблемы, благодаря которой ее неправомерно сводить лишь к кли-
матологической. Меры, разрабатывавшиеся для снижения антропогенного
воздействия на климатическую систему, потребовали всестороннего прогно-
за последствий их осуществления.
Именно эти обстоятельства привели к появлению в РКИК следующе-
го положения: “Там, где существует угроза серьезного или необратимого
ущерба, недостаточная научная определенность не должна использоваться
в качестве причины для отсрочки принятия таких мер, учитывая, что поли-
тика и меры, направленные на борьбу с изменением климата, должны
быть экономически эффективными для обеспечения глобальных благ при
наименьших возможных затратах” (статья 3 п. 3). Данный пункт отражает
прежде всего понимание неизбежной неполноты научного знания о столь
сложных явлениях, как изменения климата, и необходимости учитывать
степень риска, когда решение приходится принимать в условиях нс шреде-
ленности
Киотскии протокол затрагивает обширный круг проблем - климатиче-
ских, экологических, экономических, социальных, политических, техниче-
ских — и знаменует начало весьма широком а . штабного и долгосрочного
29
процесса Все ли аспекты необходимо тщательно анализировать, сужде-
ния типа “реализация мер, предусмотренных Киотским протоколом до
201 ' г., не может повлиять на процесс климатических изменений” совер-
шенно недостаточны для принятия решений о ратификации протокола или
отка за от нее.
Многие количественные данные о процессах и явлениях, которые надле-
жит учитывать при анализе проблемы Киотского протокола, очень нена-
1сжны, подчас основаны на произвольных допущениях, и это не искупается
чрезвычайным обилием таких данных. Выводы на основе качественного
анализа представляются более убедительными, чем апелляция к огромному
количеству спорных и просто сомнительных показателей, что вполне есте-
ственно для проблем с высоким уровнем неопределенности. Конечно, на-
дежные количественные данные должны использоваться в полной мере,
и одна из важнейших задач науки - расширять их множество и развивать ме-
тоды их системной обработки.
АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА КЛИМАТИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ
Для функционирования климатической системы Земли и, следователь-
но. для климатических изменений существенно (хотя и в разной мере)
огромное количество самых разнообразных факторов - земных и космиче-
ских, биотических и абиотических, природообусловленных и антропоген-
ных. Механизмы влияния каждого их них на климат и их взаимодействия
изучены явно недостаточно; очевидно, мы пока не в состоянии даже удовле-
творительно описать это множество. Важнейшая глобальная характеристи-
ка климатической системы - средняя приземная температура: на протяже-
нии более 3 млрд, лет она остается в очень узком интервале около 15 СС,
соответствующем допустимым (и даже оптимальным) условиям для разви-
тия жизни, при том, что многие внешние по отношению к климатической сис-
теме и воздействующие на нее параметры за этот период, несомненно, пре-
терпевали изменения. Физические механизмы, которые могли бы обеспечи-
вать такой гомеостаз, неизвестны. Предположение о том, что для его суще-
ствования необходимы биотические факторы, представляется весьма вероят-
ным. В таком случае климатическая система должна рассматриваться как
часть биосферы (под биосферой будем понимать всю совокупность природ-
ных объектов, оказывающих существенное влияние на систему живых орга-
низмов - биоту, систему жизни, и/или испытывающих воздействие с ее сто-
роны). Гомеостатичность невозможна без регулирования, независимо от
того, известен нам регулятор или нет, знаем мы, как он действует, или не
знаем.
Согласно распространенной точке зрения, воздействие человека на
климат сводится к выбросам углекислого газа (прежде всего, вследствие
сжигания углеводородного топлива), а также других парниковых газов
(метана, закиси азота, хлорфторуглеводородов и пр.); в лучшем случае к
лому добавляют уменьшение стока углекислого газа из атмосферы в эко-
системы суши вследствие вырубки лесов и осушения болот. Вопреки ожи-
30
2мХХ)
20 (XX)
15 (XX)
10 000
5 (XX)
Газ
1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001
Годы
।	| Уголь ITOfl Нефть [
Рис. 1. Эмиссия СО2 от сжигания топлива по его видам, млн т СО2
Источник: Key world energy statistics. International energy agency, 2003.
□ оэср
□ Китай
| Ближний
Восток
' | Азия
(без Китая)
П Бывший СССР
Лат Америка
| Европа.
без ОЭСР
Африка
| Бункерное
топливо
Рис. 2. Эмиссия СО; от сжигания топлива по регионам, млн т ССЬ
Источник тот же
даниям и даже утверждениям некоторых аналитиков, антропогенны!!
выброс СО2 продолжает расти, причем не только в мире в целом, но и поч-
ти во всех странах и во всех отраслях экономики (рис. 1,2). Однако очевид-
но, что круг явлений, связанных с климатической системой и при этом пре-
терпевающих антропогенные изменения, шире. Уничтожение многих эко-
систем, замена их агроценозами и иными антропогенными структурами су-
щественно повлияли на величину альбедо соответствующих участков суши
и на влагооборот над сушей в целом. Человек вырубил около 40% лесов;
предположение, что это обстоятельство важно для климатической систе-
мы, представляется гораздо более правдоподобным, чем его отрицание.
(Приходится пользоваться такими модальными формами, поскольку меха-
37
ни <мы воздействия антропогенных факторов на климатическую систему
и «учены плохо, и обоснова ть оолее жесткие утверждения пока не предста-
вляется но«можным.) Бездеш твовать в ожидании полной научной ясно-
сти недопустимо: необратимые процессы трансформации биосферы в со-
стояние. при котором не останется возможности для выживания человека,
могу г начаться раньше, чем будут получены исчерпывающие научные ре-
«х ль га гы. Уровень риска определяется именно этим обстоятельством.
Вопрос о том, что делать в ситуации столь опасной неопределенности, не
может быть решен без участия науки, как бы сильно возникающая проб-
лема ни отличалась от привычных для классической и даже неклассиче-
ской науки (В.С. Степин в подобных случаях говорит о “постнеклассиче-
ской" науке). Однако следует отметить, что финансирование столь важной
области научных исследований в России совершенно неадекватно сложно-
сти и важности проблемы, а полученные результаты остаются практиче-
ски невостребованными.
РАЗБАЛАНСИРОВКА КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Скептицизм относительно необходимости радикального сокращения
величины воздействия человека на биосферу в целом и на отдельные при-
родные системы часто опирается на сравнение антропогенных и природных
процессов по показателям массы и энергии: утверждается, что воздействие
человека столь существенно уступает природным процессам, что не может
оказывать на них заметного влияния. Не будем ограничиваться ссылками на
В.И. Вернадского, который утверждал прямо противоположное более
70 лет назад, когда объем этого воздействия был почти на порядок меньше
современного. Обратим внимание на аналогии из механики и теории регули-
рования. Хорошо известно: чтобы вывести систему из состояния неустойчи-
вого равновесия, бывает достаточно немногого. Регулятор всегда уступает
(и притом весьма существенно) по массе и потокам энергии регулируемой
системе, иначе регулирование теряет всякий смысл. Таким образом, разру-
шение регулятора - самый “дешевый” способ разрушить систему, к ней
самой даже не прикасаясь. Не происходит ли нечто подобное с воздействия-
ми человека на климат? Конечно, аналогия - не доказательство, но пробле-
ма в том, что от доказательства нет никакого проку, если оно получено в
ситуации, когда изменить уже ничего нельзя.
В том, что средняя приповерхностная температура в последние десяти-
летия растет, нет никаких сомнений. Скорость этого роста, возможно, бес-
прецедентна за период, сопоставимый по длительности с геологическими
эпохами. Концентрация парниковых газов в атмосфере увеличивается.
Частота и сила погодно-климатических аномалий (наводнений, засух, урага-
нов, торнадо, резких скачков температуры как вверх, так и вниз) растут.
Все это лишь проявления более общего и широкого процесса - разбаланси-
ровки климатической системы, утраты ею свойства квазистационарности и
перехода к поиску нового динамического равновесия. Эта констатация пред-
ставляется правомерной независимо от того, вызывается ли потепление ро-
стом концентрации СО2 или имеет место обратная зависимость; является ли
32
оно га регулятором биосферы или абиотические процессы компенсируют
возмущения, производимые биотой, и т.п.
Глобальное ио топление приведет к высвобождению и поступлению в ат-
мосфер) огромного количества метана и углекислоты, депонированных в
вечной мерзлоте и газогидратах. Каковы бы ни были причины и механизмы
наблюдаемых (и прогнозируемых) изменений климата, это станет дополни-
тельным фактором разбалансировки климатической системы. Возможны и
другие процессы, в частности биотические, инициируемые или усиливаемые
изменениями климата, которые обусловят аналогичные эффекты. Сформи-
руется контур положительной обратной связи, суть которого в том, что не-
которые последствия разбалансировки климата окажут усиливающее дейст-
вие на порождающие ее причины. Естественно, “ресурс” такого контура
конечен, но само его существование оказывается сильным осложняющим
фактором для прогнозов: подключение каждого нового процесса, как мини-
мум, меняет тренды.
Разбалансировка регулируемой системы проявляется в “раскачке” зна-
чений ее характеристик. Независимо от того, сохраняются ли их средние
значения на одном уровне или имеют какой-либо тренд, дисперсии характе-
ристик растут. Поэтому при дрейфе средней температуры вверх не только
поднимаются пики наивысших значений, но, как правило, опускаются значе-
ния наинизших (относительно новой средней), хотя на начальной стадии
процесса трансформации это не может быть заметно. “Спокойной жизни не
будет” - лучший “качественный” прогноз климатических изменений
(и их последствий).
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ И БИОТА
При анализе последствий климатических изменений для биоты оппо-
ненты Киотского протокола обычно указывают на палеонтологические
примеры: в прошлом при более высоких значениях средней приземной
температуры и концентрации СО2 в атмосфере (прежде всего, в каменно-
угольном периоде) продуктивность биоты была выше, чем в настоящее
время. Ссылаются и на хорошо исследованный факт возрастания продук-
тивности многих культурных растений при тех же обстоятельствах и про-
чих равных условиях. При этом внимание фиксируется на одном факторе
и игнорируются системные аспекты.
В каждую климатическую эпоху структура биоты (экосистемная, видо-
вая, по распределению биомассы и энергопотоков между различными,
сформированными по тем или иным признакам таксонами организмов и
т.п.) строго соответствовала климатическим условиям. В периоды “пере-
стройки” это соответствие нарушалось, причем для данной проблемы не
столь важно, чем была вызвана перестройка - абиотическими событиями
(изменением солнечной активности, падением метеорита, резкой активи-
зацией вулканизма и пр.) или процессами в самой развивающейся биоте
(возможно, такой была ситуация при переходе от прокариот к эукарио-
там). Важно другое: всякий раз в тревожную и напряженную эпоху пере-
мен вступала здоровая биота, чего отнюдь нельзя сказать о современном
33
ее состоянии. Сейчас биота крайне ослаблена антропогенными иоздейст-
&иями> наиболее существенным фактором является сокращение биоразно-
образия. Именно биоразнообразие определяет возможности приспособле-
ния биоты в целом к изменяющимся условиям ее существования. Этот не-
прерывно сокращаемый человеком потенциал может оказаться недоста-
точным для приспособления к переменам, даже менее значимым, чем те,
при которых биота выжила в прошлом. Современный уровень воздействия
человека на биоту предопределен, по крайней мере, на многие десятиле-
тия - не столько количеством уничтоженных или ослабленных экосистем,
повсеместным загрязнением окружающей среды и другими уже состояв-
шимися событиями, сколько тем, что крайне сложно добиться существен-
ного замедления этого процесса разрушения, а тем более его остановки и
обеспечения экологически устойчивого развития цивилизации, не подры-
вающего ее природную основу. И без климатических изменений уже содеян-
ное человеком и то, что предопределено на будущее его современным
хозяйством, может погубить если не всю биоту, то по крайней мере выс-
ших животных.
Перестройка биоты, инициируемая изменениями климата, будет со-
провождаться крайне нежелательными для человека явлениями. Она уже
началась - сдвигами географических границ экосистем; другой аспект -
видообразование, но в историческом времени оно незаметно (для форми-
рования нового биологического вида требуется несколько миллионов
лет). Замещение относительно холодостойких экосистем более теплолю-
бивыми - не монотонный процесс, что требует от теплолюбивых видов
одновременно и определенной холодостойкости. Этот процесс развивает-
ся по такой схеме: массовое вымирание коренных видов “прежней” экоси-
стемы, размножение ее собственных сукцессионных видов для восстанов-
ления условий, пригодных для существования коренных видов, одновре-
менное вторжение сукцессионных видов из других экосистем (инвазия), их
отступление при событиях, к которым они не приспособлены (например,
кратковременных похолоданиях), частичное восстановление “прежней”
экосистемы и т.д. до тех пор, пока ее сукцессионный потенциал не будет
исчерпан. В результате может сформироваться экосистема, вовсе не ана-
логичная той, что географически соседствовала с “прежней” и располага-
лась к югу или юго-западу от нее (для условий России); так, бореальный
лес не обязательно будет замещен широколиственным. Известны случаи,
когда уничтожение человеком хозяйственно ценных коренных видов при-
водило к полной гибели соответствующей экосистемы даже в условиях
неизменного абиотического окружения (например, так образовалась ан-
тропогенная тундра на севере Сахалина после полной вырубки лесов
японцами в начале 1920-х г.). Скорее всего, стабильное новое размещение
экосистем возможно только после того, как и сами экосистемы сформи-
руются заново, т.е. после завершения всплеска процесса видообразования,
инициированного произошедшими изменениями. Иначе говоря, стабили-
зация биоты наступит в лучшем случае через несколько миллионов лет
(если она не погибнет раньше). Этот прогноз более надежен, чем прогноз
мирового производства на 100 лет, и более существен для понимания
смысла РКИК и КП.
34
КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ
В ОБЩЕЭКОЛОГИЧЕСКОМ КОНТЕКСТЕ
Целью КП является вовсе не сокращение концентрации СО2 в атмосфе-
ре на I или 2 ppm. Ради такой скромной задачи не стоило бы ломать копья и
тратить деньги. В КП прямо не сформулирована его цель, поскольку он име-
ет сугубо подчиненное значение по отношению к РКИК, в статье 2 которой
ясно определено:
“Конечная цель настоящей Конвенции и всех связанных с ней правовых
документов, которые может принять Конференция Сторон, заключается в
том. чтобы добиться во исполнение соответствующих положений Конвен-
ции стабилизации концентраций парниковых газов в атмосфере на таком
уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на
климатическую систему. Такой уровень должен быть достигнут в сроки, до-
статочные для естественной адаптации экосистем к изменению климата, по-
зволяющие не ставить под угрозу производство продовольствия и обеспечи-
вающие дальнейшее экономическое развитие на устойчивой основе”.
Таким образом, РКИК и КП непосредственно направлены на меры по
снижению либо ограничению выбросов парниковых газов в атмосферу и по
увеличению их стока в экосистемы суши. Полномасштабная реализация
таких мер - дело будущего, начинать же приходится с малого. Важно сориен-
тироваться в правильном направлении, построить механизмы, которые мог-
ли бы обеспечить продвижение к цели, а скорость в течение многих десяти-
летий придется определять сообразно обстоятельствам.
Однако все меры, предусматриваемые РКИК и КП, дают сопутствую-
щие экологические эффекты, подчас, возможно, не менее важные, чем пря-
мые результаты.
Большая часть антропогенного СО2 выбрасывается в атмосферу при
сжигании углеводородного топлива. Хотя сам по себе углекислый газ неток-
сичен, вместе с ним в атмосферу летит огромное количество поллютантов
(сернистый газ, угарный газ, окислы азота, бенз(а)пирен, сажа, тяжелые ме-
таллы и пр.), часть из них отличается высокой токсичностью, мутагенно-
стью, канцерогенностью. Основные меры по снижению выбросов СО2 бази-
руются на сокращении количества сжигаемого углеводородного топлива;
очевидно, что при этом снижаются и выбросы сопутствующих поллютан-
тов. Снижение их количества оказывается относительно более значитель-
ным, чем величина выбросов СО2, поскольку замещающее оборудование
снабжено системами управления и иными технологическими элементами,
которые обеспечивают не только уменьшение затрат топлива на единицу
продукции, но и уменьшение объема выбросов ряда поллютантов на едини-
цу сжигаемого топлива.
Сокращение объема потребляемого углеводородного топлива (в рас-
чете на любой получаемый в результате продукт) означает эквивалентное
сокращение добычи этого сырья (в расчете на тот же продукт, независимо
от того, прирастает его количество, сохраняется неизменным или умень-
шается). Таким образом, обеспечивается снижение (по крайней мере, отно-
сительное) воздействия на окружающую среду добывающих предприятий
топливной промышленности и транспортной системы, доставляющей топ-
35
.чине потребителю. Напомним, что топливная промышленность относится
к наиболее экологоемким отраслям производство; она, как и другие сырье-
вые отрасли, в отличие от несырьевых отраслей, непосредственно не изы-
мающих вещество из природных систем, имеет существенно ненулевой,
“физически” обусловленный нижний предел негативного воздействия на
окружающую среду (в расчете на единицу добываемого вещества), кото-
рый никакая существующая и будущая технология не может преодолеть.
Вряд ли надо объяснять, насколько важны в общеэкологическом аспек-
те меры по охране и восстановлению лесов - главное, что человек может
сделать для увеличения стока СО2.
Основные недостатки Киотского протокола, на наш взгляд, связаны
именно с экологическими аспектами: он фиксирует внимание только на кон-
центрации СО2 в атмосфере, не уделяя внимания другим направлениям де-
стабилизирующего антропогенного воздействия на климатическую систему.
Киотский протокол не учитывает значения позитивного вклада сохранив-
шихся неугнетенных экосистем в стабилизацию климата, т.е. феномена
“экологического донорства” тех стран, которые являются обладателями та-
ких экосистем; бесспорное лидерство в этом отношении принадлежит Рос-
сии, за ней следуют Канада и Бразилия. Помимо указанных экологических,
можно без особого труда найти экономические и политические недостатки
КП. Однако проблема в том, насколько реально надеяться на их исправле-
ние в близкое время (об этом будет сказано далее).
ОБЩЕХОЗЯЙСТВЕННЫЕ И СОЦИАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА
В многочисленных исследованиях указаны разнообразные явления, ко-
торые сопровождают изменения климата и негативно скажутся на экономи-
ке, так что потребуются значительные затраты на защиту от них, ликвида-
цию их последствий, предупредительные меры. Было сделано немало попы-
ток оценить затраты, которые при этом потребуются. Существенно меньше
работ, где отмечаются возможные позитивные последствия; обычно такие
работы выполнены в России, где распространена наивная вера в то, что хо-
лодной стране глобальное потепление принесет выгод больше, чем убыт-
ков. От этой веры мало остается, если рассматривать потепление лишь как
симптом, причем не единственный, более общего процесса - разбалансиров-
ки климатической системы.
Учащающиеся и усиливающиеся погодно-климатические стихийные
бедствия приносят огромный и все возрастающий экономический ущерб,
где бы они ни происходили. К ним обычно забывают отнести резкие скачки
температуры - самые опасные для российских условий. В холодных странах
велика зависимость населения от систем теплоснабжения, у нас - особенно,
потому что нигде в мире нет таких протяженных, ненадежных и изношен-
ных теплосетей, как в России. Ущерб, который население ряда российских
регионов понесло по этой причине за несколько последних лет, полностью
игнорирует наша статистика. Мы живем как бы в предположении, что за-
мерзание целых городов нам ничего не стоило, не стоит и не будет стоить.
36
Увеличение разброса иогодно климатических характеристик (темпера-
г\ры. влажности - с распределениями в годовом цикле, количества солнеч-
ных дней в году и пр.) повышает рискованность сельского хозяйства. Удли-
нение периода вегетации, которое ожидается как позитивное следствие гло-
оального потепления, видимо, окажется иллюзорным: из-за учащающихся и
усиливающихся поздних весенних и ранних осенних заморозков разведение
южных (относительно) многолетних культур будет экономически бессмыс-
ленным, а однолетних - слишком рискованным. Сельское хозяйство будет
страдать от инвазионных нашествий “нетипичных” вредителей (это явление
уже многократно зарегистрировано). Известные сорта окажутся неустойчи-
выми в изменившихся условиях, для селекции новых сортов может потребо-
ваться больше времени, чем для очередных перемен. Не стоит уповать и на
генную инженерию: даже если отвлечься от всевозможных предостереже-
ний по ее поводу, решающим фактором окажется хорошо известная край-
няя неустойчивость генетически измененных сортов.
В ряде исследований убедительно доказывается негативное воздейст-
вие климатических изменений на здоровье людей. “Каналы” такого воз-
действия разнообразны. Экстремальная (для конкретной местности) жара,
резкие понижения температуры - факторы “прямого” действия. Кроме то-
го, очевидны и косвенные, индуцированные факторы. Например, климати-
ческие изменения приводят к тому, что ареалы распространения перенос-
чиков ряда опасных инфекций расширяются. Не вызывает сомнений,
что ухудшится качество воды в природных водных объектах, что, несом-
ненно, приведет к росту риска ряда заболеваний, распространяющихся че-
рез недостаточно чистую воду. Воздействие лесных пожаров вблизи горо-
дов и населенных пунктов испытали в последние годы десятки миллионов
людей.
Таяние вечной мерзлоты повлечет к разрушению размещенных на ней
производственных фондов и инфраструктуры нефтегазовой промышленно-
сти. Таяние материковых льдов Антарктиды и Гренландии вызовет подъем
уровня Мирового океана и затопление прибрежных низменностей, в том
числе Санкт-Петербурга. Вряд ли стоит продолжать это перечисление.
КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ И СТРУКТУРНЫЕ сдвиги
В МИРОВОЙ ЭКОНОМИКЕ
Структура мирового хозяйства непрерывно меняется, и скорость этих
изменений все более возрастает. Если какая-либо национальная экономи-
ка запаздывает с осуществлением структурных сдвигов, соответствующих
вектору глобальных изменений, она начинает отставать - сначала от
ведущих национальных экономик, впоследствии и от среднемирового
уровня. Не вызывает сомнений, что главное направление структурных
сдвигов на предстоящие десятилетия (возможно, и столетия) — энерго- и
ресурсосбережение, радикальное сокращение воздействия на окружаю-
щую среду. Резервы экстенсивного роста в мировой экономике почти
полностью исчерпаны, однако создан колоссальный научный задел для
разработки новых энергоэффективных, ресурсосберегающих и экологич-
37
ных технологий. Производственные системы, освоенные на практике
к середине 1990-х гг., позволяют вчетверо сократить использование энер-
гии и природных ресурсов в расчете на единицу производимого продукта.
Однако первоначальный инвестиционный барьер для распростране-
ния технологий даже предшествующего поколения (уровень середины
1980-х гг.) далеко не преодолен, ими обеспечено не более 20% производ-
ства мирового валового продукта.
Таким образом, мировое хозяйство, оказавшееся перед необходимостью
перехода к интенсивному типу развития, столкнулось с разрывом между на-
учно-техническими и экономическими возможностями решения этой проб-
лемы. Господствующие рыночные структуры сами по себе вообще не могут
создать стимулов для бескризисного преодоления этого разрыва (эффект
“провалов рынка”). Решение проблемы через кризис в современных услови-
ях чревато катастрофическими последствиями для цивилизации, да и без та-
ких последствий развитие кризиса неизбежно будет сопровождаться процес-
сами и событиями, неприемлемыми с позиций гуманизма. Поэтому необхо-
димы дополнительные международные механизмы, позволяющие ориенти-
ровать рынок на решение структурных задач.
Общий структурный кризис усугубляется в чистс энергетическом аспек-
те: не вызывает сомнений, что при любых изменении мирового энергопо-
требления обеспечить его ресурсами нефти и газа в ъкой же доле, какая ха-
рактерна для начала XXI в., уже через два, максиму» три десятилетия будет
невозможно. Неизбежное истощение этих ресурсов гредопределяет, незави-
симо от прочих обстоятельств, переход к возобновляемым источникам энер-
гии и использование принципиально новых технологий для источников, ши-
роко применяемых сегодня. Однако и в этом частно» случае приходится по-
вторять общее положение: экономические стимулы формируемые только
рынком, совершенно недостаточны для обеспечени; бескризисного преоб-
разования энергетического сектора мирового хозяйства.
Меры, предусматриваемые Киотским протоколсм, полностью соответ-
ствуют и вектору развития структуры мировой эконсмики, и задачам преоб-
разования энергетики. В своем исходном пункте (гоинятие определенных
обязательств, продиктованных глобальной проблемен) КП представляет со-
бой внерыночную форму управления. Однако все дальнейшие шаги Киот-
ского процесса предусматривают максимальное исгользование рыночных
взаимодействий для достижения поставленных целей.Такой подход предста-
вляется единственно реалистическим.
США И КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ
В отношении Киотского протокола США оказались в особом положе-
нии - принципиально ином, чем другие страны, определяемом специфичны-
ми экономическими и политическими факторами. Администрация президен-
та Дж. Клинтона активно поддерживала Киотский протокол, хотя с конца
1999 г. наметились серьезные разногласия между США и Европейским
Союзом. Поиски общей позиции на переговорах продолжались до конца
2000 г. и были прекращены новой администрацией США. Не вызывает со-
38
мнении, что на решение администрации президента Дж. Буша младшего о
дистанцировании США от КП повлияло давление нефтяного лобби.
Дж Буш заявил, что выполнение обязательств по Киотскому прото-
ко.п ооойде гея США очень дорого. Это действительно так: уже к 2000 г.
выбросы СО, в США превышали уровень 1990 г. более чем на 12%, так
что относительно 2000 г. к учетному периоду следовало снизить их на
10% В принципе эта задача для экономики США вполне разрешима даже
без таких удешевляющих возможностей, как покупка квот на выбросы
СО,. Однако Европейский Союз лучше подготовлен к реализации преду-
сматриваемых протоколом мер, их осуществление обойдется европейцам
дешевле, чем американцам, тем самым главный конкурент США получит
экономическое преимущество, с чем американскому бизнесу трудно со-
гласиться. Кроме того, если США ратифицировали бы Киотский прото-
кол, им волей-неволей пришлось бы признать европейское лидерство
в этом процессе; определенной части американцев принять подобное при-
знание еще труднее. Для главных лоббистов отказа от ратификации прото-
кола - техасских нефтяных гигантов - решающим было опасение падения
спроса на нефть из-за реализации мер по энергосбережению и использо-
ванию возобновляемых источников энергии. Видимо, именно указанные
соображения послужили причиной дистанцирования администрации
Дж. Буша от Киотского протокола, остальные доводы (частично рассмо-
тренные выше) - не более чем риторика.
Нельзя сравнивать трудности осуществления киотских мер для США и
России. Нередко задают вопрос: раз это дорого для такой богатой страны,
как США, то что же говорить о бедной России? Ответ на него прост: меры
для двух стран принципиально различны из-за несходства их стартовых эко-
номических позиций и несовпадения обязательств, предусматриваемых КП.
Нам, безусловно, было бы не под силу выполнение американских обяза-
тельств. Как уже упоминалось, чтобы привести уровень выбросов СО2 к
уровню 2000 г., США должны в 2012 г. сократить их на 19%, а Россия имеет
право увеличить свои выбросы примерно на 30%. Для противопоставления
стран не менее важны различия в структуре народного хозяйства и основ-
ных фондах, которыми оно обеспечено. Возможности сокращения выбро-
сов за счет технического перевооружения и реструктуризации экономики
у нашей страны больше, чем у любой другой, причем у Европейского Союза
и Японии (в расчете на наилучшие существующие технологии) они еще
меньше, чем у США.
Дистанцирование от Киотского протокола не означает, что США не
занимаются вопросами климатических изменений. Принята весьма дорого-
стоящая программа научных исследований, разработана и реализуется сис-
тема мер по повышению энергоэффективности и снижению выбросов
парниковых газов. Первая в мире биржа по торговле квотами на выбросы
СО2 открылась в 2003 г. в Чикаго, причем первоначально предполагалось,
что она будет обслуживать только внутренний оборот, однако в начале
2004 г. на ней появились и международные игроки. По планам администра-
ции Дж. Буша, сокращение выбросов СО2 к 2012 г. составит в США 4,5%
''вместо 7% согласно КП). Отнюдь не исключено, что эти планы будут
перевыполнены.
39
ПК КП РАТИФИКАЦИИ: ОБЯЗАТЕЛЬСТВА
ПО КИОТСКОМУ ПРОТОКОЛУ
И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РОСТ РОССИИ
КП предусматривает обязательства стран-участниц по выбросам СО?
только на период 2008-2012 гг. (первый учетный период). В качестве ба-
зового принят Ю90 г., именно в этом году выбросы СО. в России были
максимальными, так что такой выбор вполне соответствует интересам
России. Европейский Союз должен снизить свои выбросы в учетном пе-
риоде по отношению к базовому году на 8%, США - на 7%, Япония
и Канада - на 6%; Россия, Украина и Новая Зеландия не должны пре-
высить уровень базового года; Исландии, Австралии и Норвегии КП
разрешает превышение на 10, 8 и 1% соответственно. Как отмечалось,
именно у России самый большой среди всех стран мира резерв сокраще-
ния выбросов. Все это доказывает, что утверждения о дискримина-
ционное™ КП в отношении России не имеют оснований при усло-
вии, что у России есть реальные возможности выполнения обяза-
тельств. Нетрудно убедиться, что такие возможности действительно
есть.
В качестве главного риска ратификации отмечают, что ограничение вы-
бросов СО2 на период 2008-2012 гг. уровнем 1990 г. (а в дальнейшем, воз-
можно, и более низким) может оказаться сдерживающим фактором для раз-
вития российской экономики, особенно с учетом задачи удвоения ВВП к
2010 г. Однако неизвестно ни одного сценария, согласно которому выбросы
СО2 в России могли бы превзойти базовый уровень не только к 2012,
но даже к 2015 г. (Под сценарием здесь понимается не произвольный на-
бор значений “независимых” макроэкономических параметров, на -основе
которых по какой-либо модели, обычно регрессионной, определя-
ется значение “искомого” показателя, а совокупность содержатель-
ных предположений, на основе которых строится описание возможного
варианта будущего развития, а также сам такой вариант или само это
описание.)
Отметим, что для оценки объема выбросов на перспективу не требует-
ся анализа вариантов отраслевой структуры и решения других весьма
сложных задач экономического прогнозирования. Достаточно иметь оцен-
ки объемов сжигаемого углеводородного топлива, так как практически
выброс СО2 в пересчете на углерод совпадает с количеством углерода в
сжигаемом топливе. В свою очередь, объем потребляемого в стране топ-
лива равен его добыче минус экспорт (точнее, минус сальдо экспорта и им-
порта). Ключевым для получения интересующих нас оценок является воп-
рос о соотношении экспорта и внутреннего потребления органического
топлива в общем объеме добычи в России. При этом следует принять во
внимание, что еще в 1980-е г. добыча нефти и природного газа в нашей
стране необратимо вступила в фазу убывающей эффективности, когда
следующая добываемая единица продукции обходится дороже предыду-
щей. Попытки наращивать добычу нефти и газа наталкиваются на все бо-
лее заметное истощение эффективных запасов. Кроме того, “ускоренная”
разработка нефтегазовых месторождений вряд ли соответствует долго-
40
го
Рис. 3. Прогноз выбросов парниковых газов в России
Источник: Данные Энергетической стратегии России на период до 2020 г.
срочным национальным интересам (чего нельзя сказать об интересах
сырьевых олигархов).
В РАН, прежде всего в Институте энергетических исследований, Инсти-
туте народнохозяйственного прогнозирования и в других организациях, вы-
полнены различные работы, посвященные перспективам развития топливной
промышленности России. В значительной степени на этих работах основана
Энергетическая стратегия России на период до 2020 г., утвержденная Прави-
тельством РФ в 2003 г. Ни один из двух сценариев, рассматриваемых в этом
документе, не показывает возможности ситуации, при которой объем вы-
бросов СО2 в России достигнет уровня 1990 г. не только в 2012, но даже в
2020 г. (рис. 3). Аналогичный вывод содержится и в материалах, представ-
ленных Минэкономразвития России в июне 2003 г. в ответ на поручение
Президента В.В. Путина проанализировать последствия ратификации Киот-
ского протокола.
Известно предположение, закладываемое в некоторые прогнозы дина-
мики выбросов (см. далее комментарий к рис. 5), что каждый процент уве-
личения ВВП в России будет сопровождаться увеличением выбросов СО2 на
2%. Это предположение консервирует нынешнюю энергоемкость нашего
ВВП при том, что в России этот показатель в 3,1 раза выше европейского.
Соотношение “1% роста ВВП = 2% увеличения выбросов СО2”, действи-
тельно, имело место в период роста советской экономики на основе исполь-
зования по преимуществу экстенсивных факторов. Сейчас рост такого типа
уже невозможен не только в России, но, пожалуй, и ни в одной другой стра-
не мира. Попытки проанализировать вариант роста, при котором выбросы
СО2 в России к 2012 г. могли бы достичь уровня 1990 г., приводят к совер-
шенно парадоксальным результатам. Например, если предполагать ста-
бильными физические объемы добычи и экспорта нефти и газа (без второ-
го предположения на период в 10 лет возможность приемлемого роста в не-
топливных секторах представляется более чем сомнительной), то для осу-
47
мли т у,
Рис. 4. Последствия экстенсивного роста
с высокими выбросами СО2
Источник тот же
1ЦССТВЛС1ШЯ этого соотношения по-
надобится прирастить добычу угля в
2,5 раза и занять в угольных шахтах
дополнительно 1 млн шахтеров (рас-
четы проведены проф. А.А. Голу-
бом). Если же не вводить ограниче-
ния на потребление нефти и газа, то
оказывается, что следует ожидать
превращения России из экспортера
топлива в импортера (нефти к
2010 г., газа - к 2014), так что ника-
ких источников для роста экономи-
ки заведомо не останется (рис. 4).
Очевидная нереализуемость перво-
го варианта и абсолютная неприем-
лемость второго не оставляют сом-
нений в том, что и смешанные вари-
анты экстенсивного роста при неиз-
менной энергоемкости ВВП сохра-
нят такие свойства. Наконец, отме-
тим. что обсуждаемое соотношение
не подтверждается данными о развитии экономики России за последние го-
ды: с 1999 г., когда начался экономический подъем, ВВП вырос почти на
35%. При этом выбросы СО, увеличились на 13%, т.е. процент прироста
ВВП потребовал всего 0,41% прироста СО,. хотя никакой целенаправлен-
ной политики по снижению выбросов или росту энергоэффективности в
стране не проводилось.
Основным источником финансовых средств для инвестиции в россий-
скую экономику является экспорт энергоресурсов. Следовательно, чем
больше доля внутреннего потребления в добыче и ниже доля экспорта, тем
меньше возможности инвестирования, не только для расширенного, но да-
же и простого воспроизводства. Между тем инвестиции необходимы как
сырьевым, так и перерабатывающим отраслям. Грубо говоря, без доста-
точного объема инвестиций через какое-то время и добывать топливо
будет нечем, а сжигать его будет не на чем. Очевидно, если доля экспорта
высока, то для внутреннего потребления остается мало топлива. Однако
если доля экспорта низка, то много сжечь тоже не удастся, не говоря о том.
что не удастся много добыть. Из этих простых соображении вытекает, что
количество сжигаемого топлива от доли экспорта в добыче для сырьевой
экономики российского типа сначала возрастает до некоторого максиму-
ма, а затем убывает, т.е. зависимость является существенно нелинейной.
Отсюда следует, что попытки описать связь динамики выбросов СО, с тем-
пом роста ВВП линейными зависимостями могут представлять разве что
теоретический интерес.
Целесообразно еще раз подчеркнуть, что графики, подобные приведен-
ному на рис. 4 (а также и на рис. 5 и 6), не должны восприниматься как про-
гнозы. При адекватном восприятии таких построений их можно трактовать
только как материал для изучения предпосылок, которые могут быть прп-
42
Годы
Рис. 5. “Киотский крест*
Источник: International council for capital
formation
Лимит «после Киото»,
обеспечивающий
дальнейшее
экономическое развитие
на устойчивой основе
Лимит,
Киото-2012
Продавец
Факт
Оптимистический
сценарий
Энергетической
стратегии:
утроение ВВП к 2020 г.
ВВП-5,2% в год
СО2-1,5 в год
4500
4000
3500
3000
2500
i 2000
1500
1000
500
0
О’^ГООСЧ'ОО’^ГОССЧчОО’^ГООСЧ'ОО
охохсьоОг-|^г-1Г4г4сптттгтгт
ОхОхОхООООООООООООО
,-(,-(,-<СЧСЧГ4Г4(ЧГ4СЧ(МСЧСЧ<ЧГ4еЧ
Годы
Рис. 6. Одна из альтернатив “Киотского
креста”
Источники: Энергетическая стратегия России
на период до 2020 г.; и МВК (Третье националь-
ное сообщение РФ)
няты или не приняты при анализе возможного будущего (в духе "Пределов
роста” - знаменитого доклада “Римскому клубу”). Из этого анализа следует
все тот же вывод: предположение о линейной (не говоря о более быстрой,
чем линейная) зависимости увеличения выбросов СО2 от роста экономики
не может быть принято.
Опыт экономического развития, накопленный в последней трети XX в.,
однозначно свидетельствует, что экстенсивный рост в эпоху НТР приводит
к неустойчивости экономики и неизбежному структурному кризису. Цент-
ральным понятием как экономической теории, так и практики экономиче-
ского управления стало качество роста. Все рассуждения о возможности
экономического роста в России, сопровождаемого превышением уровня вы-
бросов 1990 г. над 2012 г., базируются на полном игнорировании качества
роста. Но “некачественный” рост не только неэффективен, опасен, разори-
телен, он стал фактически неосуществимым. Реальная дилемма такова:
либо качественный рост, либо никакого роста в перспективе более пяти-
семи лет.
Но качественный рост базируется на энергоэффективных технологи-
ях, которые в сравнении с действующими в России обеспечивают значи-
тельное снижение энергоемкости - намного превосходящее те темпы
роста экономики России, которые заложены в самых оптимистичных про-
гнозах. На достаточно длительный период (до замены всего используемо-
го сегодня энергоемкого оборудования) можно обеспечить высокий темп
экономического роста вообще без роста затрат топлива и, следовательно,
без роста выбросов. Само собой это произойти не может, необходима
умело проводимая последовательная общеэкономическая и инвестицион-
ная политика.
43
РИСКИ РАТИФИКАЦИИ:
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ, УГРОЗЫ
В ЮРОЮ УЧЕТНОГО ПЕРИОДА
К рискам, свя ишным с ратификацией КП Россией, иногда относят так-
же необходимоегь затрат на создание реестра выбросов СО2 и регистра их
сокращений. На самом деле никакого риска здесь нет, поскольку для веде-
ния регистра выбросов необходим только учет сжигаемого топлива, а вовсе
не ‘контроль на трубе”, необходимый для мониторинга загрязнений. Для
этой цели требуются затраты, меньшие одной десятой доли процента рас-
ходной части бюджета (для такого заключения есть убедительный матери-
ал сопоставления с затратами на систему мониторинга источников загрязне-
ний). Кроме того, Россия обязана вести реестр и регистр вовсе не в соответ-
ствии с Киотским протоколом, а согласно ратифицированной нами РКИК.
Утверждение, что продажа квот на выбросы СО, в первом учетном
периоде повлечет необходимость покупать их в будущем, основано на ис-
каженных представлениях о Киотском протоколе. Повторим: он предпо-
лагает обязательства только для первого учетного периода, действие всех
сделок и договоров, заключенных во исполнение этих обязательств, закан-
чивается 2012 годом. Нельзя исключать, что когда-нибудь возникнет ситуа-
ция не с избытком сокращения выбросов, как сейчас, а с недостатком
такого сокращения, и вопрос о покупке квот придется рассматривать от-
нюдь не теоретически. Но во-первых, продавать квоты в первом учетном
периоде Россию никто не обязывает - если сочтет нецелесообразным,
не продаст. Во-вторых, нет никакой причинно-следственной связи между
продажей квот в первом учетном периоде и возникновением потребности
(гипотетической) в их приобретении во втором. В-третьих, все количест-
венные обязательства (помимо качественных, общих, декларативных,
определенных РКИК) на второй и следующие учетные периоды будут оп-
ределяться специальными соглашениями сторон РКИК, для этих соглаше-
ний Киотский протокол предусматривает процедуры, аналогичные вступ-
лению в силу самого протокола (подписание, ратификация “критическим”
числом сторон и пр.), так что остается возможность отказаться от взятия
каких бы то ни было обязательств на эти периоды. Наконец, в четвертых,
протокол предусматривает процедуру выхода из него, которой может вос-
пользоваться каждая сторона.
Утверждения, что Киотскии протокол формулирует какие-либо обяза-
тельства для развитых и транзитных стран основаны на неверном толкова-
нии его текста. Процитируем несколько статей КП, трактующих этот воп-
рос. Статья 3, пункт 9: “Обязательства для последующих периодов для Сто-
рон, включенных в приложение I, устанавливаются в поправках к приложе-
ниям к настоящему Протоколу, которые принимаются в соответствии с по-
ложениями пункта 7 статьи 21. Конференция Сторон, действующая в каче-
стве совещания Сторон настоящего Протокола, начнет рассмотрение таких
обязательств не менее чем за семь лет до конца первого периода действия
обязательств”.
Поясним, что в Приложении I к РКИК перечислены развитые страны и
страны с переходной экономикой; список этот может уточняться, процеду-
44
ра принятия поправок аналогична цитируемой процедуре, изложенной в
KU Упомянутый пункт 7 статьи 21 определяет: “Поправки к приложениям
\ и В настоящего Протокола принимаются и вступают в силу в соответст-
вии е процедурой, изложенной в статье 20, при условии, что любая поправ-
ка к приложению В принимается только при письменном согласии затраги-
ваемой Сгороны”.
Упоминаемая процедура задается пунктами 3-5 статьи 20:
“3. Стороны делают все возможное для достижения согласия по любой
предлагаемой поправке к настоящему Протоколу на основе консенсуса.
Если все усилия, направленные на достижение консенсуса, были исчерпаны
и согласие не было достигнуто, то поправка в качестве последней меры при-
нимается большинством в три четверти голосов присутствующих и участву-
ющих в голосовании на данном заседании Сторон. Секретариат сообщает
текст принятой поправки Депозитарию, который препровождает его всем
Сторонам для принятия.
4. Документы о принятии поправки сдаются на хранение Депозитарию.
Поправка, принятая в соответствии с пунктом 3 выше, вступает в силу для
тех Сторон, которые приняли ее, на девяностый день со дня получения
Депозитарием документа о принятии по меньшей мере от трех четвертей
Сторон настоящего Протокола.
5. Поправка вступает в силу для любой другой Стороны на девяностый
день после даты сдачи данной Стороной на хранение Депозитарию ее доку-
мента о принятии указанной поправки”.
Полезно процитировать и пункт 1 статьи 3, неверная трактовка которо-
го иногда служит причиной утверждений, будто в протоколе сформулирова-
ны обязательства для сторон приложения I, распространяющиеся за преде-
лы первого учетного периода:
“Стороны, включенные в приложение I, по отдельности или совместно
обеспечивают, чтобы их совокупные антропогенные выбросы парниковых
газов, перечисленных в приложении А, в эквиваленте диоксида углерода не
превышали установленных для них количеств, рассчитанных во исполнение
их определенных количественных обязательств по ограничению и сокраще-
нию выбросов, зафиксированных в приложении В, и в соответствии с поло-
жениями настоящей статьи, в целях сокращения их общих выбросов таких га-
зов по меньшей мере на пять процентов по сравнению с уровнями 1990 года
в период действия обязательств с 2008 по 2012 год”.
Указанная здесь величина 5% соответствует общим обязательствам
стран, включенным в приложение В к Киотскому протоколу. Пожалуй,
пункт 1 статьи 3 нельзя признать юридически безупречным, так как ни в
нем, ни далее в протоколе не определено, как обеспечивается общее сниже-
ние выбросов в размере 5% в случае, если не все страны из приложения
В станут сторонами КП. Тем не менее очевидно, что пункт 1 статьи 3 не со-
держит даже намеков на обязательства сторон КП вне первого учетного пе-
риода, т.е. после 2012 г.
45
110 ГЕНЦПАЛ РЫНКА КВОТ НА ВЫБРОСЫ
СО, II МЕХАНИЗМА СОВМЕСТНОГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Имеет ли смысл Киотский протокол, если в нем не будут участвовать
СШ V? Естественно, противники его ратификации Россией настаивают на
том, что не имеет. Основной аргумент очевиден: спрос на рынке квот без
главного потенциального покупателя будет невелик, цены низки, ощутимо-
го дохода от продажи квот получить не удастся, а может быть, рынок и во-
все не состоится. Действительно, без США рынок квот смотрится хуже,
но дело ведь не только в торговле квотами: для России более важны проек-
ты совместного осуществления, а здесь расчет всегда был на Европу и Япо-
нию, и их намерение реализовывать такие проекты в России нисколько не
поколебали решения американской администрации. На рынке квот США,
конечно, для нас желательны, но для самого рынка не необходимы, так как
нет сомнений, что он сформируется и без США - интерес к торговле квота-
ми очень велик и в Европейском Союзе (иначе он не стал бы разрабатывать
директивы по организации и правилам функционирования этого рынка),
и в Японии, и в Канаде.
Известны многочисленные сильно различающиеся по оценкам прогно-
зы емкости рынка квот на выбросы СО2 и цен на этом рынке. Если провес-
ти виртуальное “голосование” по результатам таких прогнозов, средняя
оценка окажется равной 3^4 млрд в год в течение первого учетного периода.
Симптоматично, что в последнее время в большинстве прогнозов даются все
более высокие оценки. С содержательной стороны это понятно: многие
компании почувствовали трудности в реализации мер по сокращению вы-
бросов, их динамика в большинстве стран оказалась хуже, чем прогнозиро-
валось, вместе с тем финансовые возможности приобретения квот по сход-
ной цене (но не менее 5 долларов за тонну) имеются у многих компаний, ис-
пытывающих трудности с реализацией собственных мер.
Видимо, наиболее серьезным конкурентом России на рынке квот явля-
ется Украина, ратифицировавшая Киотский протокол 4 февраля 2004 г.
Анализ показывает, что возможности остальных стран незначительны.
У стран Восточной Европы и Балтии есть собственные, отнюдь не малые
обязательства по сокращению выбросов, равные 6-8%, да и без этого их по-
тенциал невелик. Конъюнктура на формирующемся (пока без России) рын-
ке квот быстро меняется, причем неуклонно в сторону, благоприятную для
нас. Даже знаменитый “Киотский крест России”, сфальсифицированный
консультантами “Экссон-Мобил”, и тот фиксирует небольшой, но положи-
тельный объем квот, который Россия могла бы продать в первом учетном
периоде (см. рис. 5). В этой картинке замечательно то, что в качестве из-
вестных используются значения параметров, которые пока даже не обсуж-
дались сторонами РКИК, да и исходные данные, определившие ситуацию в
первом учетном периоде, представляют собой не более чем произвольные
предположения, выдаваемые за непререкаемую истину. Более аккуратный
анализ дает совсем другую картину (см. рис. 6).
Более перспективным представляется использование проектов совмест-
ного осуществления, когда в российскую экономику направляются инвести-
ции, приводящие к снижению выбросов СО2, а само снижение инвестор по-
46
пчает в »ачет по своим обязательствам. Конечно, реальный объем инвести-
ций проектов совместного осуществления трудно поддается прогнозирова-
нию, но имеются качественные соображения в пользу эффективности и пер-
спективности этого механизма. Именно в России достигается минимум за-
трат на получение единичного сокращения выбросов. Причиной этого яв-
ляется низкий технический уровень многих наших предприятий, моральное
старение оборудования, возраст которого составляет несколько десятков
лет, в сочетании с недопустимо высокой степенью физического износа. Кро-
ме того, велик массив таких предприятий и их отраслевое разнообразие.
' оЖому компания-инвестор, желающая как можно дешевле выполнить
обязательства по сокращению выбросов, будет искать такие возможности
в России.
Конечно, золотой дождь не прольется на Россию сам по себе, как толь-
ко она ратифицирует Киотский протокол. Для продажи квоты необходимо
добиться реального сокращения выбросов и доказать его. Для привлече-
ния инвестора к проекту совместного осуществления требуется предло-
жить привлекательную и грамотную проектную разработку. Но всем
этим надо заниматься и без связи с вопросом о Киотском протоколе, без
этого народное хозяйство не сдвинется с места и не обеспечит ожидаемого
удвоения ВВП. Наконец, надо отметить, что запас сокращения выбросов,
который, несомненно, будет в нашем распоряжении в первом учетном
периоде, является буфером, позволяющим осуществлять практически
любые сделки по продаже квот и проектам совместного осуществления
без риска не выполнить собственные обязательства по Киотскому прото-
колу. Однако следует иметь в виду, что потенциальные инвесторы не
будут долго ждать: естественно, что инвестиции в проект совместного осу-
ществления дадут максимальный эффект только тогда, когда сокращение
выбросов будет иметь место уже в 2008 г., иначе годовое сокращение при-
дется умножать не на 5, а на меньшее число лет для характеристики итого-
вого результата.
РИСКИ ОТКАЗА ОТ РАТИФИКАЦИИ:
КИОТСКИЙ ПРОЦЕСС БЕЗ КИОТСКОГО ПРОТОКОЛА
Если Россия не ратифицирует протокол, то все ее немалые (больше, чем
у кого бы то ни было) возможности привлечения инвестиций по проектам
совместного осуществления и средств от продажи квот на выбросы останут-
ся нереализованными. Каковы бы ни были объемы этих средств, они необ-
ходимы стране в условиях острейшего дефицита инвестиционных ресурсов.
Это - упущенная выгода. Но есть и грозные прямые потери.
Несомненно, Киотский процесс развивается с нарастающей скоростью,
хотя Киотский протокол не вступил в силу. Европейский Союз, по-видимо-
му, преисполнен решимости обеспечить выполнение своих обязательств не-
зависимо от того, вступит ли протокол в силу или нет. Такое несоответствие
де-факто и де-юре, естественно, нс может продолжаться долго. Поэтому
при анализе последствий отказа от ратификации следует рассматривать са-
мые различные варианты дальнейшею развития событий.
47
(Лм'Ласно KuetchoMA протоколу, не попке 005 г. должны начаться
переговоры по документу. продолжающему протокол за 2012 г. Не ратифи-
цировав его, Россия, скорее всего, окажется отстранена от участия в этом
процессе, и можно не сомневаться. ч то условия, ко торые будут определены
в новом документе, с позиций наших национальных интересов окажутся го-
раздо хуже, чем в К11.
Но н для первого учетного периода не исключена вероятность того, что
К.11 будет модифицирован так, что станет реальностью его вступление в си-
tv без у частия России и США. Естественно, такая модификация может быть
результатом переговоров стран, уже ратифицировавших Киотский прото-
кол. Последствия такого развития событий будут, конечно, менее благоприят-
ными для нас. Возможен и вариант, при котором Европейский Союз, Япо-
ния и Канада договорятся с США о взаимоприемлемой модификации прото-
кола - пожалуй, это будет самый неблагоприятный для нас вариант, при
котором шансы России стать изгоем в мировом сообществе максимальны.
Наконец, нельзя исключать и возможности ратификации США протокола в
его нынешнем виде; с экономической точки зрения такой исход, пожалуй, не
худший для России, если она - одной из последних, но все же войдет в Киот-
ский протокол. Сравнение двух вариантов выбора “кто раньше: США или
Россия” показывает, что и политически, и экономически вариант “Россия
раньше” для нас предпочтительнее.
Представляются нереальными шансы модифицировать Киотский прото-
кол так, чтобы более полно учесть российские интересы. За такой вариант
должны проголосовать не менее 3/4 сторон РКИК (см процитированный вы-
ше пункт 3 статьи 20), т.е. даже при единогласном голосовании европейских
стран в нашу пользу к ним должно присоединиться большинство развиваю-
щихся государств - сторон РКИК (не менее 80), а они (в таком количестве)
не дадут уговорить себя на подобный шаг ни при каких обстоятельствах.
Наконец, в принципе не исключен (хотя и крайне маловероятен) откат
назад: под давлением бизнеса, не желающего заниматься выполнением “на-
вязываемых” ему обязательств. Европейский Союз (а вслед за ним Канада и
Япония) примут решение отложить “до лучших времен" реагирование на из-
менения климата. При таком варианте Россия абсолютно ничего не теряет,
если ратифицирует протокол; более того, ее авторитет возрастет, ведь пос-
ле катаклизмов последних лет в Европе (несколько крупнейших наводне-
ний, небывалая жара во Франции в 2003 г. и т.д.) общественное мнение весь-
ма обеспокоено изменениями климата. Именно это является причиной мно-
гочисленных обращений граждан европейских стран к руководству России о
ратификации Киотского протокола.
Опасность превратиться в экологического изгоя, между тем, для России
чрезвычайно серьезна. Барьеры для неэкологичных товаров на мировом
рынке становятся все выше. На очереди введение ограничений на товары,
произведенные с помощью неэкологичных технологий. К последним со вре-
менем, несомненно, будут отнесены технологии, использование которых
приводит к сверхнормативным выбросам парниковых газов; в случае неуча-
стия России в Киотском процессе нормативы, естественно, будут установле-
ны без нее. В случае отказа от ратификации протокола Россия проиграет
слишком много, велик риск, что при этом она не войдет в число стран,
48
жсчюмнк) которых можно характеризовать как эффективную, технологич-
ных обеспечивающую вложения в человеческий капитал и устойчиво раз-
внвакчцуюся. Этот риск гем более велик, что российский ВВП составляет
всего лишь около одного процента от мирового (сопоставимо с ошибкой
счета), и вопреки распространенному мнению, зависимость западноевропей-
ских стран о г российского топлива не более чем миф. Гораздо более серьез-
ную опасность для Европы представляли бы экологические последствия де-
стабилизации российской экономики.
Еще одна проблема - переговоры об условиях ратификации Россией
Киотского протокола с целью максимально возможного удовлетворения
национальных интересов. Пока сохраняется высокий уровень неопреде-
ленности относительно судьбы протокола, переговоры вести целесообраз-
но. Однако, во-первых, необходимо принимать во внимание фактор време-
ни: как отмечено выше, эффективность сделок по проектам совместного
осуществления падает, если они реализуются после 2008 г. Во-вторых, на-
стойчивость в этих переговорах должна соответствовать “интенсивности
желания” видеть Россию в Киотском протоколе у тех, кто его уже ратифи-
цировал. Оценка подобной “интенсивности” - бесспорно, дело политиков.
Арсенал средств для таких переговоров и для “внешнего” воздействия на
результаты известен: прямые и косвенные угрозы, отвлекающие маневры
(выдвижение условий в иных областях, далеких от предмета переговоров,
запросы) и т.п. Но эти средства надо выбирать в соответствии с характе-
ром проблемы. Возражения и аргументы должны быть по меньшей мере
адекватны, юридически корректны, внутренне непротиворечивы, они не
должны противостоять точке зрения мирового научного сообщества.
С.А. Рогинко
Институт Европы РАН
КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ:
ОЦЕНКА РИСКОВ И ВЫГОД
6 февраля 2004 г.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВЫГОДЫ РОССИИ
ОТ УЧАСТИЯ В КИОТСКОМ ПРОТОКОЛЕ
К потенциальным выгодам от Киотского протокола можно отнести:
-	доходы от продажи российских квот сокращения выбросов парниковых
газов (в соответствии со ст. 17 Протокола, разрешающей торговлю квотами);
-	зарубежные инвестиции в проекты сокращения выбросов парниковых
газов на российских предприятиях в рамках проектов совместного осущест-
вления (ст. 6 Протокола); при этом затраты инвестора возмещаются образую-
IISSIAIS
ся в ходе проекта квотами сокращения.
Реальный спрос на российские квоты в рамках прямой торговли квота-
ми на сегодня практически отсутствует. В 2001 г. из Протокола вышли
США - единственный претендент на покупку квот в больших объемах (сама
ст. 17 о торговле квотами была включена в Протокол по настоянию США).
Остальные потенциальные покупатели - страны ЕС, Япония и Канада -
с тех пор ни разу не проявили интереса к прямой закупке российских квот.
Потребности в приобретении квот за рубежом эти страны намерены удов-
летворять за счет инвестиционных проектов по сокращению выбросов пар-
никовых газов (для России и других стран с переходной экономикой - про-
екты совместного осуществления, для развивающихся стран это - проекты
чистого развития). Причины такого выбора понять легко: в отличие от пря-
мой покупки квот, инвестиционные проекты являются еще и формой под-
держки промышленности в странах - инвесторах. Деньги за квоты в рамках
проектов в основном получают корпорации “экопрома” инвестирующей
страны.
Именно проектная форма объявлена для стран ЕС единственным леги-
тимным источником квот за рубежом. Это зафиксировано в так называемой
“Связующей директиве”, регулирующей поступление на рынок ЕС квот из
внешних источников. Аналогичных позиций придерживаются также Япония
и Канада.
Оценка возможного объема инвестиций в Россию в рамках проектов со-
вместного осуществления базируется на:
50
средней цене на киоты, ыявляемой инвесторами на переговорах по
проектам совместною осуществления в России (в настоящее время эта цена
составляет 3 евро ia 1 т СО, - эквивалента);
оценке потребности стран-инвесторов в квотах, приобретаемых в Рос-
сии в рамках проектов совместного осуществления, которая базируется на
официальных данных стран-инвесторов о потребности в квотах из внешних
источников и на официальных прогнозах по географическому распределе-
нию этих источников.
В частности, официальная потребность ЕС на 2008-2012 гг., заявленная
в Директиве по торговле эмиссией, составляет 356 млн т. СО2-эквивалента.
Из них 86% предполагается приобрести в развивающихся странах, а осталь-
ное - в странах бывшего СССР. Можно предположить, что из объема, пред-
назначенного странам бывшего СССР, на Россию придется от У2 Д° 3/4< что
составит от 25 до 40 млн т.
Аналогичные расчеты, сделанные на основе официальных данных Ми-
нистерства экономики и торговли Японии, показывают потенциальную по-
требность этой страны в российских квотах в размере от 15 до 20 млн т; по-
требность Канады оцениваются от 5 до 10 млн т.
Итоговая потребность стран-инвесторов в российских квотах на указан-
ный период оценивается в 45—70 млн т СО2-эквивалента. При средней цене
в 3 евро за 1 т объем инвестиций в Россию по линии проектов совместного
осуществления может составить от 135 до 210 млн евро.
Есть основания полагать, что эта оценка со временем может быть пе-
ресмотрена в сторону увеличения. В частности, интересна позиция некото-
рых стран ЕС (например, Нидерландов), настаивающих на равном распре-
делении капиталовложений между развивающимися странами и странами
бывшего СССР. Не исключена также ситуация, при которой намеченные
странами-инвесторами лимиты по приобретению квот за рубежом будут
существенно расширены. Вероятность этого повышается в том случае,
если Киотский протокол не вступит в силу, а намеченные странами-инве-
сторами обязательства сохранятся как элемент региональной политики
или другой сравнительно нежесткой международной конструкции.
При таком сценарии резко возрастает важность снижения затрат на
выполнение обязательств, что вызовет рост инвестиций в проекты сокра-
щения выбросов за рубежом, в том числе и в России. При благоприятном
стечении всех обстоятельств и тенденций возможный объем инвестиций
в Россию по линии проектов совместного осуществления может вырасти
до 400-500 млн. евро (при неизменной цене на квоты).
ВОЗМОЖНЫЕ РИСКИ
Участие России в Киотском протоколе сопряжено с риском превращения
России из нетто-продавца квот в нетто-покупателя с соответствующими
последствиями для платежного баланса страны, а также с риском появления
нового типа барьеров для российского экспорта энергоемкой продукции
(эко-технологические ограничения) с соответственными последствиями для
торгового баланса страны.
51
□ Вариант В  Вариант Б О Вариант А
Выбросы парниковых газов в России в соответствии со сценариями энергопотребления,
описанными в Энергетической стратегии России, % к 2000 г.
Риск превращения России в нетто-покупателя квот связан с перспекти-
вой превышения Россией уровня выбросов 1990 г., зафиксированного для
нее в качестве “потолка”. Это превышение чревато немалыми затратами: за
каждую тонну СО2-эквивалента, выброшенную сверх допустимого лимита,
страна-нарушитель должна в дальнейшем представить 1,3 т сокращенных
выбросов. Эти сокращения придется приобретать на внешнем рынке по
ценам, которые, конечно же, вырастут, как только выяснится, что на квоты
появился спрос со стороны России.
Расчеты возможностей превышения Россией уровня выбросов 1990 г.
проделаны на основе Энергетической стратегии РФ. в которой предусмот-
рены три базовых сценария энергопотребления до 2020 г.
Согласно первому (вариант А), сохраняются существующий уровень
энергоэффективности и существующая структура экономики страны.
По второму сценарию (вариант Б), произойдут существенные изменения
(улучшение) структуры экономики страны, а уровень энергоэффективности
отдельных отраслей и производств останется неизменным.
Третий сценарий (вариант В) предусматривает существенное изменение
структуры экономики страны и значительное снижение энергоемкости во
всех отраслях и производствах.
По неизвестной причине авторами энергетической стратегии расчеты
выбросов парниковых газов в России проделаны лишь в рамках последнего
базового сценария, в реальность которого поверить трудно (во всяком слу-
чае, динамика развития российской экономики в последние годы не дает для
этого оснований). В рамках этого сверхоптимистического сценария превы-
шение уровня 1990 г. по выбросам парниковых газов в России ожидается не
ранее 2020 г. (рисунок).
В то же время реалистическая оценка тенденций развития российской
экономики не позволяет считать третий сценарий осуществимым - хотя бы
потому, что переход на него потребует колоссальных ресурсов, источник
которых пока неизвестен. И до тех пор, пока он не выявлен, следует считать
реальным первый сценарий (и в меньшей мере второй). Расчет выбросов
52
парниковых । a iob no )тим сценариям позволяет прогнозировать превыше
вне Россией уровня выбросов парниковых газов 1990 г. уже в 2008-2012 гг. -
верный перво \ действия Киотского протокола (см. рис.). В частности,
во первом) сценарию Россия может превратиться в нетто-покупателя квот
) же в 21X19 г.
Впрочем, даже самый оптимистический сценарий не гарантирует Рос-
сии избавления от будущей роли нетто-покупателя квот. Он лишь отодви-
гает эту перспективу за пределы 2012 г., выдаваемый некоторыми россий-
скими лоббистами за срок прекращения обязательств по Киотскому про-
токолу. Между тем в тексте протокола 2012 г. упомянут лишь как срок
окончания первого периода действия обязательств, принятых для стран.
Указаний на то, что с окончанием первого периода действия принятых
обязательств протокол (и обязательства) прекращают действие, в тексте
не содержится. В этом отношении Протокол является бессрочным доку-
ментом; пересмотр обязательств в его рамках возможен пока лишь в сто-
рону их ужесточения.
Оценка возможных затрат России на приобретение квот за рубежом
базируется на:
-	оценке потребностей России в квотах внешнего происхождения в соот-
ветствии с базовыми сценариями выбросов парниковых газов в стране;
—	имеющихся прогнозах повышения цен на квоты (средний прогнозиру-
емый уровень на 2010 год - 8-10 евро за 1 т СО2-эквивалента).
В соответствии с описанными сценариями выбросов парниковых газов
затраты России на выполнение обязательств по Киотскому протоколу могут
составить до 2020 г.:
-	по первому сценарию: 160 млрд евро;
-	по второму сценарию: 100 млрд евро;
-	по третьему сценарию расходы начинаются после 2022 г.
Затраты России можно уменьшить за счет реализации проектов сокра-
щения выбросов на российских предприятиях (цена единицы сокращения
в которых существенно ниже мировых и оценивается на уровне 3 евро
за 1 т СО2-эквивалента).Такая тактика позволит снизить расходы России
до 2020 г. в рамках первого сценария до 48 млрд евро, а в рамках второго -
до 30 млрд. Приемлемость подобных расходов для России руководству
страны предлагается оценить самостоятельно.
Доминирование Евросоюза в переговорном процессе по Киотскому про-
токолу позволило развивать его как инструмент технологического контро-
ля и регулирования. В рамках механизмов протокола формируется список
“лучших имеющихся технологий”, обеспечивающих снижение выбросов
парниковых газов во всех отраслях и производствах. В основе их лежат пре-
жде всего технологии стран ЕС, превратить которые в мировой стандарт
поможет вступление в силу Киотского протокола.
Детальное знакомство с тактикой действий Евросоюза позволяет спрог-
нозировать следующий сценарий: “Киотские” технологические стандарты ЕС
будут использованы для создания новых препятствий импорту энергоемкой
продукции. Разумеется, эти препятствия будут созданы только в рамках ЕС;
Киотский протокол необходим для придания им легитимности (в противном
случае ЕС может попасть под удар как нарушитель правил ВТО).
53
Отсутствие каких-либо сведении о возможном огр.к левом охвате тако-
го рода барьеров, о предполагаемых процедурах и дилиа юнс санкций не по-
пихняег точно оцени и. риски, задаваемые подобным сценарием российским
экспор гным отраслям промышленности 11о даже если учесп ь только мстал-
ivprino. возможный ущерб будет измеряться миллиардами евро
НЕКОТОРЫЕ ВЫВОДЫ
Разумный сценарии политики России в области Киотского протокола
предполагает максимизацию выгод и устранение рисков. К мерам по макси-
мизации выгод относятся вес действия, направленные на:
-	максимальное открытие рынка стран-инвесторов для квот внешнего
происхождения, снятие любых ограничений на их импорт (даже с учетом их
“связанности" проектными механизмами);
-	увеличение доли России в планируемых странами-инвесторами закуп-
ках квот за рубежом в рамках соответствующих проектов.
К мерам по устранению рисков относятся все действия , направленные на
снижение давления обязательств по Киотскому протоколу на Россию либо
на отмену этих обязательств, в частности:
-	исключение России из списка стран, несущих обязательства в рамках
Протокола (согласно Приложению В к Протоколу и Приложения 1 к Рамоч-
ной конвенции ООН по изменению климата);
-	зачет в выполнение Россией обязательств по Протоколу того сокраще-
ния выбросов, которое произошло в 1990-2008 гг., оцениваемого в
12-13 млрд т, что позволит нашей стране значительную свободу маневра в
будущем.
При разработке конкретных шагов следует учесть важнейшие внешние
факторы, к которым относятся:
-	позиция США, ведущих самостоятельные действия в области сокраще-
ния выбросов, но потенциально способных вернуться в Протокол при усло-
вии более реалистичных обязательств для США и более определенных
условий активного участия развивающихся стран;
-	позиция Еврокомиссии (в частности, ее Директората по окружающей
среде), характеризующаяся негибкостью, нежеланием считаться с интереса-
ми России, и в конечном счете провоцирующая долгосрочный конфликт
между ЕС и Россией;
-	позиция отдельных стран ЕС, не заинтересованных в подобном кон-
фликте и готовых для сохранения отношений с Россией на некоторые уступ-
ки в переговорах относительно Киотского протокола.
В этой связи, разрабатывая тактику действий России на ближайший пе-
риод следует:
а)	предусмотреть серию двухсторонних консультаций с отдельными
странами ЕС, Японией и Канадой по увеличению закупок квот в России
в рамках проектных механизмов;
б)	начать консультации с США и Японией по возможным сценариям
трансформации Киотского протокола, позволяющим учитывать интересы и
возможности США и России, а также более активное участие стран “третье-
54
v чщм иные cikkooia решения нроопемы росснпеких рисков (без привле-
чешь! сою шиков), и.। наш впляд, не имеют серьезных шансов па успех;
в)	провес in кони 11.1.1Ц1Ш по ним же вопросам с европейскими страна-
ми |ч\'П411он восьмерки , а гакжес Канадой, с дальнейшей возможной по-
егановкоп ной проблемы на намеченном саммите “Большой восьмерки
г)	neiio.il' юнагь проработку вопроса в рамках “Большой восьмерки” для
wo ia or открытого конфликта с ЕС, который вполне вероятен в ходе пред-
стоящего в мае саммита "Россия - ЕС”;
О продолжать работу но формированию нормативной базы для проек-
тов совместного осуществления в России, дающей возможность эффектив-
но привлекать инвестиции для проектов энергосбережения и повышения
энергоэффективности на российских предприятиях.
Наконец, следует остановиться на координации всей этой работы.
В большинстве развитых стран вопросы, связанные с изменением климата,
курируются специально созданными правительственными рабочими группа-
ми. наделенными полномочиями функционального руководства по отноше-
нию к министерствам и ведомствам. Таковы, в частности, Межведомствен-
ная группа по изменению климата в Германии, Межведомственная группа
по парниковому эффекту при Премьер-министре Франции и т.д. Аналогич-
ные функции выполняла Межведомственная комиссия РФ по проблемам из-
менения климата (МВК РФ). После ее роспуска вопросы координации поли-
тики в области климата, ведшейся и без того недостаточно активно (в том
числе и из-за отсутствия у МВК РФ властных полномочий), оказываются ор-
ганизационно необеспеченными в целом.
Решение этого вопроса возможно путем создания новой структуры, ана-
логичной по своим задачам МВК РФ, но отличающейся от нее большей ком-
пактностью, оперативностью и большим объемом властных полномочий
(без чего невозможны активные действия по защите российских интересов).
Возможно даже сохранение прежнего названия, привычного нашим партне-
рам по переговорному процессу в рамках Киотского протокола; новизну для
них должно представлять не название, а переговорная тактика, суть кото-
рой - в переходе от защиты России от навязываемых ей решений к выдви-
жению собственных альтернатив.
А.Ф. Яковлев
Институт глобального климата и экологии
Росгидромета и РАН
О ДОПУСТИМОМ (В УСЛОВИЯХ КИОТСКОГО ПРОТОКОЛА)
И ОЖИДАЕМОМ РОСТЕ ЭМИССИИ С02
В РОССИИ НА ПЕРИОД ДО 2020 ГОДА
6 февраля 2004 г.
Как указано в Национальных сообщениях РФ, уточненный уровень ан-
тропогенной эмиссии СО2 в 1990 г. был равен 2360 Мт СО2, а относитель-
ный (по отношению к 1990 г.) уровень в 2001 г. составил 67%.
Между тем, согласно пункту 4 статьи 7 Киотского протокола (КП) окон-
чательное значение уровня эмиссии 1990 г. для каждой страны, являющееся
базовым для расчета обязательств по КП, будет установлено после тща-
тельной международной проверки и экспертизы на совещании Сторон КП
после того, как он вступит в силу.
Однако уже в 2003 г. Международное энергетическое агентство (МЕА)
впервые опубликовало данные по уровню эмиссии СО2 в России в 1990 г., за-
ниженные на 10-15% относительно публикуемых в Национальных Сообще-
ниях РФ. Сопоставление нового уровня 1990 г. (2024 Мт СО2) с текущими
данными дает относительный уровень эмиссии СО2 в 2001 г., равный 75% от
уровня 1990 г.
Таким образом, необходимы дополнительные оценки того, как измене-
ние базового (1990 г.) уровня эмиссии может отразиться на времени дости-
жения Россией предельно допустимого для нее в 2008-2012 гг. уровня эмис-
сии СО2.
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Разрабатываемые экономистами и энергетиками варианты экономи-
ческого роста, снижения энергоемкости ВВП, роста и изменения структу-
ры энергопотребления и вытекающий отсюда рост эмиссии СО2 в интер-
вале времени от до f2 (t2 - И = А/ лет) выражаются, как правило, в виде
относительных показателей роста, т.е. отношений названных величин в
указанные моменты времени, и соответствующих темпов их роста.
% в год (табл. 1).
Таблица I
Показатели роста эмиссии СО2
Макропоказатели сопряженного роста экономики и энергетики	Относительный показатель на Az	Темп роста, % в год
ВВП Энергопотребление Энергоемкость ВВП Эмиссия СО2 Углеродный показатель энергопотребления	В Е М = Е/В С Д = С/Е	Р = (In В) • 100/Д/ Х = (1пЕ)- 100/АГ ц = (In М) • 100/Аг а = (In С) • 100/Д/ 6 = (In Д) • 100/AZ
Следует отметить, что вместо темпов роста (логарифмический показа-
тель) часто употребляется среднегодовая скорость роста (показатель
сложных процентов), например для В:
В = [1 + 6/100]д', &/100 =ехр[р/100]-1,
где b - среднегодовая скорость роста в %, и аналогично для других показа-
телей.
Очевидно, что для малых (3/100, 6/100 < 0,04 названные показатели сов-
падают: р = 6, а в диапазоне 0,04 < (3/100, 6/100 < 0,08 они отличаются не бо-
лее, чем на 3—4%.
Из определения относительных показателей и соответствующих темпов
их роста получаем простые формулы для эмиссии СО2 и темпов ее измене-
ния, отражающие причинно-следственные связи вводимых макропоказате-
лей: С = В- М- Диа = р + ц + 6.
Эти соотношения особенно полезны для сжатого представления разра-
ботанных вариантов сопряженного роста экономики, энергопотребления и
эмиссии СО2, а также их прогнозных оценок и сценариев.
Отметим, что при неизменном углеродном показателе энергопотребле-
ния (Д = 1; 6 = 0), введенные соотношения упрощаются: С = В- Миа = Р + ц.
ПЛАНИРУЕМЫЙ РОСТ ВВП В РОССИИ
И ВОЗМОЖНОСТИ ДОСТИЖЕНИЯ ВЫСОКИХ ТЕМПОВ
СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ВВП
В настоящее время важнейшей задачей социально-экономического разви-
тия страны является задача удвоения ВВП в течение 10 лет (среднегодовая
скорость роста ВВП 7,2%, эквивалентный годовой темп роста - около 7,0%).
В то же время в Энергетической стратегии России на период до 2020 г.
(2003) оптимистический сценарий развития энергетики разработан для тем-
пов роста ВВП, составляющих 6% в год при темпах снижения энергоемко-
сти ВВП, равных 4,3% в год.
Одновременно в Национальном докладе по проблемам изменения клима-
та (2002) сценарий наиболее высокого роста эмиссии СО2 соответствует тем-
пам роста ВВП (6% в год) и темпам снижения энергоемкости ВВП (3% в год).
Таким образом, ключевым вопросом разработки сценариев развития
внутреннего энергопотребления и роста эмиссии СО2 является установление
тех или иных темпов снижения энергоемкости ВВП.
57
Таблица 2
Вероятные сценарии роста эмиссии СО2 в России на период до 2020 г.
при различных уточнениях базового уровня эмиссии в 1990 г.
	Сценарий удвоения ВВП за 10 лет	Базовый сценарий повышенного роста ВВП
	Параметры сценариев, %	
Среднегодовая скорость роста	7,2	6,2
Годовой темп роста	7	6
Годовой темп снижения энергоемкости ВВП	-3,5	-3
Годовой темп возрастания эмиссии СО2	3,5	3
Б. Ожидаемые уровни эмиссии СО2 в 2010 г.
в % от уровня 1990 г.
Эмиссия СО2 в 1990 г. - 2360 Мт СО2 (Нац. сообщ. РФ)	92	88
Эмиссия СО2 в 1990 г. - 2024 Мт СО2 (Междунар. энергетич. агентство)	103	98
В. Время достижения эмиссии СО2 уровня 1990 г.
2013 г.
2010 г.
Эмиссия СО2 в 1990 г. -
2360 Мт СО2 (Нац. сообщ. РФ)
Эмиссия СО2 в 1990 г. -
2024МтСО2 (Междунар.
энергетич. агентство)
2015 г.
2011 г.
Конечно, в условиях России, при нынешнем высоком уровне энергоем-
кости ВВП, в ближайшие 10-15 лет трудно достигнуть его резкого и ста-
бильного снижения. Ориентировку в этом вопросе дает фундаментальная
разработка РАН1, в которой показано, что в условиях России в течение бли-
жайших 30 лет возможны стабильные темпы снижения энергоемкости ВВП
на 2,9-3,3% в год. Отсюда можно заключить, что в ближайшие 10-20 лет,
при наиболее высоких темпах роста ВВП, равных 7% в год, достижимы вы-
сокие темпы снижения энергоемкости ВВП - на 3,5% в год, а при планируе-
мом ускоренном развитии (базовые высокие темпы роста ВВП 6% в год)
стабильные темпы снижения энергоемкости должны составить не менее 3%
в год. (См. сценарий, данный в Национальном докладе по проблемам изме-
нения климата.)
В результате в настоящей работе все расчеты даются для двух вероят-
ных сценариев эмиссии СО2 (табл. 2), связанных с ожидаемым ускоренным
1 Конторович А.Э.,Добрецов НЛ.,Лаверов Н.П. и др. Энергетическая стратегия России
в XXI веке // Вестник РАН. 1999. № 9. С. 777.
58
экономическим ра ши гнем страны и необходимым надежным энергообеспе-
чением.
Ч го каеае гея темпов снижения углеродного показателя энергопотребле-
ния. го аналнз данных Энергетической стратегии России (2003) показал, что
в ближайшие 10-15 лет изменения структуры энергопотребления не приве-
д\т к заметному изменению (больше чем на 0,5% в год) углеродного показа-
теля. так что в наших приближенных расчетах можно полагать: С/Е = 1;
5 = 0.
ВЫВОДЫ
Исходя из опыта разработки федеральных целевых программ по энерго-
сбережению (например, федеральной программы “Энергоэффективная
экономика” на 2002-2005 гг. и на перспективу до 2010 г.), а также статисти-
ческих данных по другим крупным странам, можно заключить, что в России
при годовых темпах роста ВВП 6-7%, устойчивые темпы снижения энерго-
емкости ВВП вряд ли будут больше 3-3,5% в год. В таком случае эмиссия
СО2 достигнет уровня 1990 г. в 2013-2015 гг., а при так называемом “уточ-
нении” (попросту занижении на 10-15%) базового уровня эмиссии СО2 в
1990 г., уровень 1990 г. при поступательном развитии экономики может
быть достигнут уже в 2010-2011 гг.
Г.В. Груза, Э.Я. Ранькова
Институт глобального климата и экологии
Росгидромета и РАН
НАБЛЮДАЕМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ
СОВРЕМЕННОГО КЛИМАТА
20 февраля 2004 г.
В предлагаемом докладе мы кратко осветим представления о некоторых
проблемах изменений климата1.
Перед исследованиями изменений климата стоят следующие вопросы:
1) какие изменения происходят в действительности; 2) насколько хорошо
мы понимаем законы формирования климата и чем можно объяснить
наблюдаемые изменения; 3) какие изменения климата возможны в будущем
и какие изменения наиболее вероятны.
При этом важнейшим является вопрос, изменился ли климат Земли в ре-
зультате деятельности человека. Доклад посвящен в основном ответу на пер-
вый вопрос, по остальным будут высказаны лишь некоторые соображения.
Кроме того, есть несколько важных вопросов, на которые должны отве-
тить ученые смежных специальностей. Во-первых, насколько полезны или
опасны изменения климата для сельского хозяйства, водоснабжения, экоси-
стем и здоровья человека. Во-вторых, каков технический, экономический
и рыночный потенциал вариантов адаптации к изменению климата. И, нако-
нец, каковы пути снижения масштабов предстоящих изменений климата.
На эти вопросы должны дать ответ эксперты по деятельности человека, ко-
торая не является предметом исследований авторов, хотя некоторые замеча-
ния относятся и к этим вопросам.
ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА В ПРОШЛОМ
Хорошо известно, что климат в прошлом менялся, однако есть основа-
ния утверждать, что Земная Климатическая Система является весьма устой-
чивой. Несмотря на существенную климатическую изменчивость, темпера-
тура у поверхности Земли в течение многих миллионов лет оставалась в
узких пределах, благоприятных для сохранения жизни. А это достаточно
узкий диапазон колебаний с точки зрения космических масштабов.
1 Исследования выполнены в ИГКЭ при частичной поддержке РФФИ (проекты
02-05-64982,03-05-64379).
60
Г.юбн iMtwe uiMciicHiiH. Важпепшпм параметром состояния климатиче-
скей системы чвлчегеч темпера тура у поверхности плане ты, осреднснпая но
;ч,-м\ «емкому uiapv, полушарию или некоторому региону. 11аиболес досто
верно ц«мененпч климата могут оып. оценены по данным инструменталь-
ных наблюдении в сети гидрометеорологических станции. Однако точность
определения темпера туры у поверхности Земли, средней для земного шара,
полушарии и крупных регионов, ограничена.
В качестве стандартного периода для оценки климатических перемен-
ных. характера зующнх текущий или современный климат, по рекомендации
Всемирной метеорологической организации (ВМО) используется период в
30 лет. В настоящее время это 1961-1990 гг. Термин “норма” по умолча-
нию означает среднее значение переменной величины именно за указанный
период, а отклонение текущего значения этой величины от “нормы” назы-
вают аномалией.
Аномалия температуры у поверхности земли является важнейшим па-
раметром состояния климата, однако определение достаточно точных и
надежных данных о температуре воздуха за длительный ряд лет является
непростой задачей. Это связано с тем, что со временем менялись методы
наблюдений, применялись различные термометры, менялось количество
станций, в разных странах использовались различные сроки наблюдений.
Кроме того, были почти не охвачены наблюдениями крупные регионы и
акватории океанов, которые занимают значительную часть поверхности
планеты. Все эти помехи позволили получить более или менее надежную
оценку температуры лишь с середины XIX в. - сначала для Северного по-
лушария, несколько позднее - и для всего земного шара. Хотя ошибки
этих данных достаточно велики, можно утверждать, что температура
менялась, сохраняя основные статистические характеристики почти посто-
янными.
Средняя глобальная температура воздуха у поверхности (ТП) оценена по
приземной температуре воздуха над континентами и по температуре поверх-
ности океана (ТПО) приблизительно с 1860 г. (рис. 1). Поскольку эта темпе-
ратура оценивается неточно, обычно рассматривают /?%-ный доверительный
интервал, т.е. диапазон значений, внутри которого с вероятностью р% нахо-
дятся точные значения температуры. Подобная неопределенность наших
знаний присутствует на всех этапах изучения климата. Чем ближе р%
к 100% и чем уже доверительный интервал, тем эта неопределенность
меньше.
В течение XX в. глобальная ТП увеличилась на 0,6±0,2 °C. В связи с тем,
что наблюдаемое изменение климата обнаружилось в первую очередь в уве-
личении приземной температуры почти всюду и в среднем для земного ша-
ра, это явление получило название “глобального потепления”. Осознание
серьезности этого факта и его потенциальной опасности привело к учреж-
дению Всемирной климатической программы (ВКП), Межправительствен-
ной группы экспертов по изменениям климата (МГЭИК) и принятию
Рамочной конвенции по изменениям климата ООН (РКИК).
В настоящее время есть твердая уверенность, что глобально осреднен-
ная температура у поверхности Земли повышается. Согласно данным на-
блюдений, самым теплым годом после 1860-го был 1998, за ним следует 2002
61
0,8
1860	1880	1900	1920	1940	1960	1980	2000
Годы
Рис, 1. Изменение аномалий температуры у поверхности Земного шара за период инстр ментальных наблюдений (1860-2000 г.)
Вертикальные отрезки соответствуют 90%-ному доверительному интервалу аномалии температуры но отношению к 1961—19^0 гг. сплошная
кривая - ход 11-летних средних
горой самый генный), Il iu U самых теплых jici поданным наблюдений
npoutout'iH после 11><Н). Год 2003 также оказывается вблизи грех самых
гсплы\ лег.
Однако эго повышение темпера гуры нс было непрерывным. С 1976 г.
средняя глобальная температуре! росла примерно в три раза быстрее, чем за
последние 100 лег. Замечено также повсеместное таяние и отступление лед-
ников; площадь арктических морских льдов сократилась. Кроме того, сред-
ний по темному шару уровень моря повысился в течение XX в. на 10-20 см.
В период с 1950 по 1993 г. ночные минимальные значения температуры
воздуха над сушей росли примерно на 0,2 °C за десятилетие, что примерно
вдвое больше роста дневных максимальных температур (около 0,1 °C за
десятилетие). Это привело к удлинению безморозного периода во многих
районах в средних и высоких широтах. Рост температуры поверхности океа-
на в этот период был примерно вдвое меньше, чем в среднем для ТВП над
сушей.
Увеличение глобальных приземных температур, весьма вероятно,
должно вызвать увеличение осадков над сушей на несколько процентов от
нормы за столетие. Тренды осадков по данным наблюдений оцениваются
недостаточно надежно. В частности, пока невозможно оценить их над океа-
нами. хотя межгодовая изменчивость может быть оценена объективно и
достаточно точно. Отмечен рост годовых сумм осадков в высоких широтах
Северного полушария примерно на 10% от нормы за 100 лет. Для даль-
нейших исследований необходимо существенное улучшение качества
данных.
По данным радиозондирования, температура нижнего 8-километрового
слоя атмосферы с конца 1950-х гг. росла, подобно ТВП, примерно на 0,1 °C
за десятилетие. В стратосфере за это время отмечено похолодание. Средняя
по высоте температура воздуха почти не менялась. С этой точки зрения тер-
мин “глобальное потепление” не вполне точен, лучше говорить о “потепле-
нии у поверхности”.
С гораздо меньшей достоверностью можно говорить об изменении тем-
пературы у поверхности в обоих полушариях за 1800 лет (рис. 2). Ряд темпе-
ратуры за 1800 лет выглядит как стационарный, а ход ее за период инстру-
ментальных наблюдений, т.е. со второй половины XIX в., - как совершенно
необычный взрывной рост. На рис. 2 видно, что в обоих полушариях почти
стационарный процесс примерно в 1900 г. сменяется резким ростом темпе-
ратуры, и другого столетнего периода, когда происходило бы такое однона-
правленное изменение температуры, не наблюдалось на протяжении пред-
шествующих 1800 лет. Отдельные реплики, ставящие под сомнение этот
вывод, не получили серьезных подтверждений.
Параметры изменений климата почти за 500 000 лет известны по резуль-
татам анализа кернов на антарктической станции “Восток”. Основная осо-
бенность этого длительного периода - наличие ярко выраженной периодич-
ности (с периодом примерно 100 000 лет). В течение этого периода темпера-
тура менялась примерно на 8-9 °C, результатом чего было чередование дли-
тельных ледниковых периодов и более коротких межледниковых. Сейчас
мы находимся на пике температуры очередного межледникового периода.
Оценки средних трендов (средняя скорость изменения температуры), соста-
63
Рис. 2. Изменение аномалии температуры за 1800 лет в среднем для Северного (а) и Южного
(б) полушарий. Значения температуры (среднегодовые) получены по косвенным (дендрохро-
нологическим и др.) данным
7 - основные данные; 2 - данные некоторых авторов, 3 - 90%-ный доверительный ин-
тервал
вляли примерно 0,01 °C за 100 лет для периодов похолоданий и 0.1 °C за
100 лет для периодов потеплений. Эти оценки относятся к высоким широтам
Южного полушария, для всего земного шара тренды еще меньше. Следова-
тельно, тренды температуры во время смены ледниковых периодов сущест-
венно меньше, чем в последние 50-100 лет.
Изменения на территории России. Наблюдающееся в XX в. глобальное
потепление проявляется во всех регионах России. За столетие потепление
на территории России в целом составило около 1 °C (рис. 3). После 1970 г.
тренд потепления составил около 0,4 °C за десятилетие. Самым теплым в
среднем для России был 1995 г., за ним следует 2002 г. Потепление более за-
метно зимой и весной и почти не наблюдается осенью (в последнее 30-летне
произошло даже некоторое похолодание в западных регионах). Потепление
происходило более интенсивно к востоку от Урала.
На рис. 4 показаны тенденции изменения температуры приземного воз-
духа на территории Евразии во второй половине XX в. Приводимые на ри-
сунке оценки, полученные по данным наблюдении на станциях, не могут
быть экстраполированы за их пределы.
Аналогичные оценки для осредненных за год месячных сумм атмо-
сферных осадков приведены на рис. 5, а тренды в изменении пока <а гелей
64
-2,0
Рис. 3. Изменение аномалий температуры приземного воздуха в среднем для территории
России.
Аномалии рассчитаны как отклонения от средних температур за 1886-1900 гг., т.е. от конца доинду-
стриального периода
изменчивости температуры на территории Северного полушария -
на рис. 6. В качестве показателя изменчивости температуры здесь ис-
пользуется абсолютное отклонение среднегодовой температуры от линии
тренда в рассматриваемой точке (или от регрессии среднегодовой темпе-
ратуры на концентрацию СО2). На рис. 6 видно, что изменения показате-
ля изменчивости за 50 лет в Северном полушарии достаточно неоднород-
ны. Имеются большие области (умеренные широты восточной Европы и
западная часть Северной Америки), где изменчивость растет и, следова-
тельно, увеличивается вероятность больших аномалий. В других местах
эта величина интенсивно убывает, и климат, следовательно, оказывается
более устойчивым.
65
Рис. 4. Средняя скорость изменения температуры воздуха на станциях Евразии за 1951— 2(ХЮ гг.. °C за 10 лет
о	?()	ЬО	90	120	15С)	M
Рис. 5. Изменение месячных сумм осадков с 1951 по 2000 it. в процентах от нормы за 10 лет
°C/100 лет «	“	+	4-	+
-1,0	-0.5	-0.2	0.0	0.2	0,5	1.0
Рис. 6. Тренды изменчивости приземной температуры (абсолютных отклонений среднегодовых значений температуры от
линии тренда)
a но данным станций, б но данным н узлах регулярной сетки размером 5° U1 х 5° д.
ПРИЧИНЫ И IMIЛИНИЙ КЛИМАТА
Волыпинегво климатологов в настоящее время согласны с выводом, что
poet приземной темпера туры в XX в. в значительной мере связан с усилени-
ем парникового эффекта, вызванного увеличением концентрации в атмо-
сфере парниковых газов (в первую очередь, двуокиси углерода), что в свою
очередь связано с деятельностью человека.
Авторы данного доклада вполне сознают, что в науке истина не опреде-
ляется большинством голосов: как правило, обычно именно меньшинство
поддерживает новые направления, теории и подходы. Однако если альтер-
нативные точки зрения существуют одновременно, то “большинство” отно-
сится к фактам, теоретическим обоснованиям и доказательствам. В этом
случае необходимо для каждого важного факта и вывода определять сте-
пень его достоверности или неопределенности. Для этой цели в отчетах
МГЭИК введена соответствующая “мера уверенности”, субъективно оцени-
ваемая экспертами.
Научные оценки показали, что за прошлые несколько десятилетий ан-
тропогенное загрязнение, особенно за счет сжигания ископаемого топлива
для производства энергии и транспорта, изменяет состав атмосферы. За бо-
лее чем 160 000 лет до начала XIX в. концентрация СО2 в атмосфере измени-
лась всего на 1-3%. С тех пор она увеличилась на 33% и в конце 2002 г. дос-
тигла 373 ppmv. Нынешний уровень концентрации СО2 не отмечался в тече-
ние последних 420 000 лет. Больше половины прироста концентрации СО2
произошло после 1950 г., причем рост шел пропорционально использованию
энергетического сырья. Эти оценки базируются на измерениях концентрации
парниковых газов по данным глобальных атмосферных наблюдений ВМО.
Наиболее серьезное доказательство того, что последнее потепление свя-
зано с антропогенным влиянием, дает результат эксперимента с помощью
моделирования. При многократном моделировании изменений глобальной
температуры под влиянием только естественных факторов в ряду измене-
ний модельной температуры не наблюдалось потепления, сопоставимого с
потеплением XX в., в особенности второй его половины, когда оно было
наиболее интенсивным. Однако включение в число факторов растущей
(в соответствии с наблюдениями) концентрации парниковых газов и суль-
фатного аэрозоля приводит к вполне удовлетворительному согласию мо-
дельного ряда с наблюдаемым ходом температуры XX в., особенно послед-
него 50-летия.
В пользу этого же утверждения говорит и уже отмечавшееся выше от-
сутствие в течение предшествующих почти 2000 лет роста температуры,
аналогичного потеплению последних 100 лет. Подтверждается оно и экспе-
риментами по воспроизведению 1000-летних изменений температуры с
помощью различных, в том числе наиболее совершенных, климатических
моделей при постоянной концентрации углекислого газа. Ни в одном экспе-
рименте с разными моделями не отмечалось 100-летних отрезков с такими
крупными изменениями, как в наблюдениях за последние 100 лет.
Однако в разные периоды могут действовать различные факторы, вы-
зывающие изменения климата. Что касается циклического чередования
ледниковых и межледниковых периодов, оно объясняется изменениями в
69
орбите движения Земли относительно Солнца. Эти представления сформи-
ровались в девятнадцатом столетии, но углубленная теория была разработа-
на югославским астрономом М. Миланковичем (Milankovitch) лишь в начале
двадцатого столетия.
Астрономическая теория Миланковича объясняет изменения климата
периодичностями в изменениях эксцентриситета земной орбиты, наклона
оси вращения и изменения ее направления (прецессии) при движении Земли
вокруг солнца (с периодами соответственно 96, 41 и 23 тыс. лет). Суммарно
эти циклы приводят к периодичности в количестве солнечной радиации, по-
лучаемой поверхностью Земли в каждой широтной зоне.
Теория Миланковича полезна тем, что с той или иной долей успешности
она показала применимость рассмотрения орбитальных причин изменения
климата. Конечно, она нуждается в современной переоценке1, но учет осо-
бенностей орбитальных изменений в движении Земли и ее вращения вокруг
своей оси является на сегодня единственным подходом, который обещает
успех в этой области. В этих колебаниях с периодами, изменяемыми сотня-
ми тысячелетий, взаимное приспособление температуры и концентрации
парниковых газов может быть объяснено с помощью других причинно-след-
ственных связей.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КЛИМАТА.
ПРОБЛЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА
И ОБЪЯСНЕНИЯ ИХ ПРИЧИН
Основным методом обнаружения изменений климата по данным наблю-
дений является статистический анализ. Ответить же на вопросы о том.
каким причинам следует приписать обнаруженные изменения и какие изме-
нения климата предстоят в будущем, может помочь только исследование
климатических процессов с помощью физико-математических глобальных
климатических моделей (ГКМ).
Имеется немало модификаций глобальных климатических моделей.
Они различаются положенными в основу физическими моделями (составом
учитываемых факторов и взаимодействий), способами математического
решения и пространственным и временным разрешением. Наиболее мощ-
ные компьютеры позволяют использовать огромное увеличение простран-
ственного и временного разрешения, так что современные модели постоян-
но совершенствуются. Различные модели в пределах малых интервалов
времени дают не совпадающие между собой (и с наблюдениями) результаты,
тем самым подтверждая непредсказуемость отдельных кратковременных
изменений климата. Поэтому получил распространение так называемый
“ансамблевый подход”, использующий ансамбли изменений, не согласующие-
ся на малых интервалах времени, но хорошо воспроизводящие тренды за
10-летие и 100-летие, согласующиеся с наблюдениями.
Таким образом, меняя сценарии развития технологий промышленности,
сельского хозяйства и роста населения, можно разрабатывать сценарии из-
1 См. например:Большлков В.А. Новая концепция орбитальной теории палеоклимата
М.: Изд-во МГУ, 2003. 256 с.
70
менсннч антропогенных фак торов и строить прогнозы, соответствующие
ним сценариям, или ‘сценарные прогнозы". Прогнозы, соответствующие
сценариям, принято называть проекциями. В отличие от предсказаний (про-
гнозов). которые относятся к реальности, сценарные прогнозы (проекции)
являются условными, так как неизвестно, какой из сценариев человечество
в будущем выбере т для осуществления своего развития.
Обнаружение изменений климата является статистической задачей.
Периоды со значимыми трендами обнаруживаются в наблюдениях (в первую
очередь, в температуре воздуха, но затем и в других переменных) методами
статистики. Более сложной является проблема определения причин тех или
иных изменений и, тем более, выделение доли изменений, связанной с антро-
погенными воздействиями. Эта проблема получила название атрибуции,
т.е. “приписывания” обнаруженным изменениям климата определенных, вы-
звавших эти изменения причин или факторов. Основная идея атрибуции, или
“приписывания”, заключается в оценке сигналов моделируемого изменения и
сравнении их с сигналом, имеющимся среди наблюдений (сигнал моделируемо-
го изменения - это изменение, получаемое по данным моделирования при
включении в модель того или иного фактора). Для этой цели разработаны
методы оптимального выявления причин (например, метод “отпечатков паль-
цев”). Так, с помощью Байесовской теории решений удается установить, како-
ва вероятность воздействия той или иной причины, и выбрать наиболее вероят-
ную из них. Применяя этот метод, удалось объяснить изменения температу-
ры на различных высотах и отнести их именно к антропогенному воздействию,
связанному с увеличением концентрации парниковых газов. В последнее вре-
мя это объяснение получено также и для нескольких очень сложных сигналов:
изменения высоты тропопаузы, изменений климата в отдельных регионах,
изменения продолжительности и повторяемости экстремальных процессов.
О ПРОГНОЗЕ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА
В настоящее время имеется возможность сформулировать лишь услов-
ные “сценарные прогнозы”, так называемые “проекции”, основанные на ис-
пользовании ансамблей численных экспериментов, выполненных с различ-
ными вариантами начальных и граничных условий, или на группе различ-
ных моделей (мультимодельные ансамбли). В третьем отчете МГЭИК сде-
ланы выводы, что “повышение средней глобальной температуры в
1990-2100 гг. может составить от 1,5 до 5,8 °C” и что уровень Мирового
океана может повыситься на 0,09-0,88 м. Уже из этого примера виден зна-
чительный разброс в результатах воспроизведения климата и сценарных
прогнозах (проекциях). Это говорит о существенной неопределенности сце-
нарных прогнозов изменений климата в XXI в.
Анализ доступных сценарных прогнозов показывает, что на фоне обще-
го глобального потепления наибольшее повышение приземной температу-
ры в XXI в. ожидается зимой в Сибири и на Дальнем Востоке. По данным
этих прогнозов, среднегодовое увеличение количества осадков на всей тер-
ритории России в XXI в. должно значительно превысить глобальные изме-
нения. В теплое время года увеличение количества осадков будет менее зна-
71
чительным и проявится в основном в северных регионах, в Сибири и на
Дальнем Востоке. Летом увеличится количество преимущественно конвек-
тивных осадков, что указывает на возможность увеличения повторяемости
ливней п связанных с ними экстремальных режимов погоды. На юте евро-
пейской территории России и на Украине количество летних осадков умень-
ши гея. В регионах, свободных от снежного покрова, обнаруживается тен-
денция к уменьшению влагосодержания почвы весной. В целом на большей
части территории России должны формироваться более засушливые усло-
вия. чем в настоящее время. Это особенно выражено на южных и западных
водосборах и вызвано, наряду с уменьшением осадков, более ранним таяни-
ем снега и усилением испарения с подстилающей поверхности.
Зимой на европейской части России и в ее южных регионах увеличива-
ется доля жидких осадков, а в Восточной Сибири и на Чукотке возрастает
количество твердых. В результате этого уменьшается масса накопленного
за зиму снега на западе и юге России; в Центральной и Восточной Сибири
она увеличивается.
О ПОСЛЕДСТВИЯХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА
И ОЦЕНКЕ ИХ ОПАСНОСТИ
При анализе последствий современных изменений климата обычно
внимание концентрируется на негативных последствиях, таких как воз-
можная катастрофа с малыми островными государствами (в первую оче-
редь) или, например, возможное увеличение экстремальных явлений. Дей-
ствительно, мы продолжаем наблюдать растущее число экстремальных
метеорологических и климатических событий, иногда беспрецедентных по
интенсивности, которые часто приводят к серьезным экологическим и со-
циально-экономическим последствиям. Достаточно вспомнить недавние
рекордные по величине и длительности засухи в Европе, унесшие жизни
тысяч людей; сопутствовавшие им обширные лесные пожары уничтожили
хозяйства во Франции, Италии, Португалии. Испании. России и других
странах. Муссонные наводнения в Азии разрушили хозяйства в Бангла-
деш, Индии и Непале, а мощные наводнения в Мозамбике в 2000 г. умень-
шили валовой национальный продукт на 11,6%. Перечень могут продол-
жить сильные засухи в различных частях мира (в Северо-Восточной и Юж-
ной Африке засуха вовлекла в кризис более 20 млн человек); суровые опу-
стошающие тайфуны (в Китае, Японии и Корее) и ураганы (в странах
Карибского моря, в Мексике и США) и т.д.
В настоящее время ведутся обширные исследования по оценке возмож-
ных воздействий изменений климата на весь спектр экстремальных метео-
рологических событий. Однако до сих пор нет надежных доказательств ни
статистической значимости увеличения (или уменьшения) интенсивности
и продолжительности экстремумов, ни их связи с потеплением климата.
Это один из самых актуальных вопросов для дальнейших исследований.
Считается, что изменения температуры и состава атмосферы и участив-
шиеся экстремальные события требуют активных действий как на полити-
ческом, так и на научном уровнях. Политиками был предложен ряд мер. осо-
72
огнно Конференцией Сторон через Киотский Протокол РКИК В оон<к.ти
н оки осознается потребность в усилении существующей инфраструктуры и
выработке новых инициатив, направиспных на расширение мониторинга и
исследований, повышение точности прогнозов климата, а также поддержку
связанных с климатом служб Необходимо предприня ть также и меры адап-
тации, чтобы помочь людям (особенно в развивающихся странах) справить-
ся и прпспосооиться к последствиям изменения климата.
Реже анализируются позитивные последствия современного потепле-
ния - например, уменьшение потребности в отоплении жилищ, удлинение
вегетационного периода и др.
О СНИЖЕНИИ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА КЛИМАТ
Теперь попытаемся оценить, насколько можно смягчить надвигающиеся
изменения климата. Для этого рассмотрим, что может произойти, если
удается осуществить сценарий эмиссии парниковых газов, позволяющий
добиться стабилизации их концентрации на некотором уровне в пределах
от 450 до 1000 ppm через 100-300 лет (см. рис. 7). Для этого необходимо, что-
бы эмиссия уменьшилась в 3-5 раз и более за 100-200 лет (что трудно осуще-
ствимо!). Тогда температура будет продолжать повышаться в течение
100-150 лет и стабилизируется на уровне, на 2-3 °C большем теперешнего.
Уровень океана будет повышаться еще много веков в результате таяния льда.
На рис. 7 для избранных уровней, на которых предполагается стабилизи-
ровать концентрацию углекислого газа (от 450 до 1000 ед./1 000 000 ед.), по-
казаны желательные (или планируемые) выбросы парниковых газов, соот-
Рис. 7. Сценарии стабилизации концентрации СО2 и соответствующие модельные оценки
сценарные прогнозы) глобального потепления:
а. Изменение концентрации СО2; б. Изменение эмиссии СО2; в. Изменение глобальной темпе-
ратуры
73
ветствующие им изменения атмосферной концентрации СО2 и рассчитан-
ные для этих сценариев модельные оценки ожидаемых изменений глобаль-
ной температуры у поверхности Земли.
Согласно всем сценариям, эффект будет достигнут лишь через два - три
столетия. Из рис. 7, в видно, что при любом сценарии эмиссии температура
воздуха будет продолжать расти в течение нескольких сотен лет. Даже
через 100 лет, при условии осуществления сценария стабилизации, эти изме-
нения будут от 1,5 до 3 °C.
В связи с этим следует ясно понимать, что меры по уменьшению парни-
кового эффекта и ослаблению глобального потепления, предлагаемые
Киотским протоколом на ближайший период (до 2012 г.), совершенно ни-
чтожны по своим масштабам; их можно сравнить с попыткой вычерпать
воду ведрами при наводнении. Проблема радикального снижения эмиссии в
будущем пока не имеет серьезного научного обоснования. Неизвестно, ка-
кой уровень концентрации парниковых газов в атмосфере действительно
опасен для человечества, каково соотношение стоимости осуществления
возможных стратегий и соответствующих выигрышей и потерь. Важно,
чтобы соглашения типа Киотского протокола не создавали иллюзии достиг-
нутого решения проблемы, которая в действительности еще нуждается
в глубоком научном анализе и, по-видимому, потребует новых подходов и
революционных идей.
И.И. Мохов
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
МОДЕЛЬНЫЕ ОЦЕНКИ
ВОЗМОЖНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ
В XXI ВЕКЕ В СОПОСТАВЛЕНИИ С КЛИМАТИЧЕСКИМИ
ИЗМЕНЕНИЯМИ В ПРОШЛОМ И НАСТОЯЩЕМ
20 февраля 2004 г.
Основу данного сообщения составляет материал, подготовленный по
поручению бюро Научного совета РАН по исследованиям по теории клима-
та для Совета-семинара РАН по проблеме Киотского протокола. Представ-
лены результаты анализа современных климатических моделей, их способ-
ности воспроизводить изменения климата с оценкой роли естественных и
антропогенных факторов. При оценке модельных результатов наряду с при-
мерами адекватного климатического моделирования необходимо отметить
также климатические эффекты, процессы и механизмы, которые современ-
ными моделями пока не моделируются или воспроизводятся с заметными
отличиями от реальных (Climate Change, 2001; Глобальные изменения кли-
мата..., 2002; Изменения климата..., 2002). В частности, в сообщении будет
отмечено, какие существуют проблемы и перспективы с моделированием
углеродного цикла в климатических моделях. (Основные оценки, на кото-
рых сделаны выводы Межправительственной группы экспертов по измене-
нию климата (МГЭИК) (Climate Change, 2001), получены по расчетам с
моделями без углеродного цикла).
Что касается оценки Киотского протокола, то это главным образом
экономико-политическая проблема, а не климатическая. Оценки пока-
зывают (см., напр. Wigley, 1998), что реализация Киотского протокола приве-
дет к незначительному температурному эффекту в пределах климатической
изменчивости - порядка 0,1-0,2 °C в пределах среднеквадратичного отклоне-
ния (о) среднегодовой глобальной температуры у поверхности около 0,2 °C.
При анализе же климатических проблем прежде всего следует сконцен-
трироваться на тех климатических переменных и регионах, для которых уже
были отмечены значимые изменения и которые представляются наиболее
чувствительными к различного рода воздействиям со значительными по-
следствиями. Существенная часть основных результатов российских иссле-
дований за последние годы в области климатических изменений и оценки их
последствий для России уже представлена в ряде работ, опубликованных в
нашей стране и в международных отчетах (см.: Глобальные изменения...,
75
Рис. 1. Тренды СГПТ для 100-летних скользящих интервалов по данным наблюдений для
1856-2003 гг. (Вертикальными отрезками отмечены СКО)
На шкале справа - соответствующие коэффициенты корреляции
2002; Изменения климата, 2002; Climate change, 2001; Russian national
report..., 2003).
По данным наблюдений, с середины XIX в. (Jones, Moberg. 2003) вели-
чина тренда потепления увеличилась более, чем вдвое - с 0,3 °C за 100 лет
для начала ряда (1856-1957 гг.) до 0,7 °C за 100 лет для последнего столетия
(1904-2003 гг.; рис. 1). Наряду с трендом почти вдвое увеличилась доля
дисперсии, связанной с линейным трендом. - с 0.38 (г около 0.62) до
0,72 (г около 0,85). Таким образом, в настоящее время линейным трендом
можно объяснить почти У4 дисперсии 100-летнего ряда среднегодовой гло-
бальной приповерхностной температуры (СГПТ). Существенно, что тренд
потепления быстро усиливается - еще несколько лет назад он был около
0,6 °С/100 лет. Аналогичная тенденция отмечена для аномалий среднегодо-
вой и зимней приповерхностной температуры Северного полушария. Для
аномалий зимней температуры Северного полушария значения 100-летне-
го тренда сейчас уже больше 0,8 °С/100 лет, более, чем вдвое превышая со-
ответствующие оценки для 100-летних интервалов в начале временного
ряда. При этом со второй половины 1980-х гг. аномалии СГПТ уже нахо-
дятся вне двойного диапазона о относительно среднего режима для первой
половины XX в. Максимальные значения трендов СГПТ отмечены в пос-
ледние 3 десятилетия: до 0,02 °С/год для 20-летних интервалов и до
0,04 °С/год для 10-летних. После 1990 г. значения 10-летних трендов СГПТ
составляют около 0,3 °С/10 лет - в 4 раза больше, чем для XX в. в целом.
Последнее десятилетие XX в. характеризовалось абсолютно экстре-
мальными приповерхностными температурами - как глобальными, так и в
обоих полушариях (Climate Change, 2001; Jones, Moberg, 2003). Начало XXI в.
свидетельствует о продолжении интенсивного глобального потепления, от-
меченного в последней четверти XX в. Самым теплым был 1998 г. (период
Эль-Ниньо), а 2001-2004 гг. были следующими по аномальности (2003 г. и
2002 г. - вторым-третьим, 2001 г. - четвертым, а 2004 г. стал более аномаль-
ным. чем 2001 г.). Самые теплые (глобально) 10 лет были после 1987 г. Уже
более 25 лет подряд СГПТ выше средней температуры 30-летнего базового
периода 19б1-I990 гг.
(Лщественные изменения климата отмечены за последнее столетие,
особенно в его последние десятилетия, в России (Будыко и др., 1999; Груза,
Ранъкова, 2002; Киктев и др., 2002; Мирвис, 2002). Среднегодовая припо-
верхностная температура в целом увеличилась за столетие на 0,9 °C, силь-
нее всего - в Сибири (Груза, Ранькова, 2002). Во второй половине XX в. тем-
пературный тренд здесь составлял 3,5 °С/100 лет. Наибольшее потепление
для России в целом отмечено зимой (4.7 °С/100 лет) и весной (2,9 °С/100 лет).
Согласно ряду исследований (Mann, Jones, 2003; см. также Climate
Change, 2001) скорость роста температуры Северного полушария в послед-
нее столетие значительно больше, чем характерные скорости изменения в
течение последних 2000 лет по палеореконструкциям.
Большой резонанс (см. напр., Climate Change, 2001) вызвали результаты
многолетнего проекта, посвященного получению и анализу ледовых кернов
с российской антарктической станции “Восток” и анализу данных. Проект
позволил произвести палеореконструкции климатических изменений, в ча-
стности температурного режима и содержания в атмосфере радиационно-
активных компонентов, включая углекислый газ и метан, а также морского
и континентального аэрозоля для последних 420 тыс. лет (Petit et aL, 1999;
Котляков, Лориус, 2000; Барков и др., 2002). Эти результаты имеют важней-
шее значение для оценки причинно-следственных связей в климатической
системе Земли в течение разных временных интервалов, в том числе за
периоды в десятки тысяч лет и в течение последнего столетия, характеризу-
ющегося существенно более быстрыми процессами, связанными с антропо-
генным воздействием. Следует отметить, что согласно климатическим ре-
конструкциям по данным со станции “Восток” голоцен, длящийся уже более
11 тыс. лет, - самое продолжительное межледниковье за последние
400 тыс. лет с лишним (Котляков, Лориус, 2000).
В ряде исследований (Mokhov et al., 2002; Мохов и др., 2003; Mokhov
et al., 2004; Мохов и др., 2005) проведен разносторонний анализ взаимных
вариаций температуры, концентрации углекислого газа и метана по дан-
ным ледовых кернов со станции “Восток” за последние 420 тыс. лет, в том
числе для вариаций, соответствующих циклам Миланковича (с характерны-
ми периодами изменения параметров орбиты Земли вокруг Солнца около
100,40 и 20 тыс. лет). В целом, как отмечалось и ранее (см.: Climate Change,
2001), изменения температуры опережают изменения содержания СО2 и
метана (характерное запаздывание составляет порядка 500-1000 лет), одна-
ко для последних 100 тыс. лет кросс-вейвлетный анализ выявляет более не-
определенную динамику взаимных изменений температуры, и концентра-
ции парниковых газов. Отмечены режимы, когда вариации содержания ме-
тана опережали изменения температуры и концентрации СО2.
Результаты анализа палеореконструкций с общим запаздыванием содер-
жания углекислого газа в атмосфере относительно температурного режима
часто используются в качестве аргумента, свидетельствующего о несостоя-
тельности теории парникового эффекта. Однако первое не исключает по-
следнее. Возможны разные механизмы климатических изменен
й. Харак-
77
терные скорости изменения температурного режима по палеореконструк-
циям с антарктической станции “Восток” значительно меньше, чем ско-
рость глобального потепления в последние десятилетия. При длительных
вариациях температурного режима климатической системы Земли, связан-
ных с изменениями параметров ее орбиты с характерными периодами
порядка десятков тысяч лет, изменяется углеродный обмен между атмосфе-
рой, океаном, почвой и растительностью. В этом случае следует ожидать
общего запаздывания изменений содержания СО2 в атмосфере относитель-
но температурного режима.
Механизм же быстрых антропогенных изменений климата с характер-
ным временем удвоения содержания СО2 в атмосфере, составляющим
несколько десятков лет, иной. При этом следует ожидать общего
запаздывания изменений температурного режима относительно содержа-
ния СО2 в атмосфере. Однако для процесса быстрого потепления в
последние десятилетия значимые оценки соответствующих причинно-
следственных связей по данным наблюдений сделать трудно. Хотя оценки
взаимной динамики содержания СО2 в атмосфере (в частности, по данным
для станции “Мауна-Лоа” на Гавайских островах и на Южном полюсе)
и температурного режима климатической системы Земли на основе имею-
щихся рядов данных наблюдений указывают скорее на опережающие
изменения температурного режима. Следует также отметить, что харак-
терные фазовые сдвиги во взаимной динамике содержания парниковых
газов (углекислого газа и метана) в атмосфере и температурного режима
по палеореконструкциям со станции “Восток”, равные примерно
500-1000 лет, сопоставимы с точностью временного разрешения исполь-
зовавшихся палеоданных (500 лет).
При сопоставлении параметров чувствительности температурного ре-
жима к изменению содержания СО2 в атмосфере и. наоборот, параметров
чувствительности содержания СО2 в атмосфере к изменению температурно-
го режима, следует учитывать, что параметры чувствительности приповерх-
ностного температурного режима в высоких широтах в несколько раз боль-
ше, чем в субэкваториальных широтах и на Земном шаре в целом. Это свя-
зано, в частности, с большей температурной чувствительностью альбедо по-
верхности в высоких широтах с изменением распространения снежно-ледо-
вого покрова и его альбедо в зависимости от температурного режима.
Следует отметить, что современное глобальное потепление в течение
последних десятилетий не сопровождается потеплением в высоких широтах
Южного полушария - т.е. в Антарктике, что можно связать с инерционно-
стью антарктической ледовой системы. Не выявлено и значимых изменение
площади морского льда в Антарктике, что нельзя сказать о морских льдах
в Арктическом бассейне. Единственное место в Антарктиде, где заметна
тенденция потепления в последние десятилетия (максимальная в Южном
полушарии) - это Антарктический полуостров. В Северном полушарш
максимальное потепление, более сильное, чем на Антарктическом полуоса
рове, отмечено в Сибири и на Аляске, особенно для зимних сезонов.
По спутниковым данным, с конца 1970-х гг. минимальная площадь мор-
ского льда в Арктическом бассейне в сентябре сокращалась в среднем на
60 тыс. км2 в год (рис. 2). В сентябре 2005 г. отмечена минимальная площадь
78
о
Рис. 2. Межгодовые изменения площади арктических морских льдов (в млн км2) в сентябре
с 1979 по 2005 г. по спутниковым данным
Прямая характеризует тренд
морских льдов в Северном Ледовитом океане - около 5,5 млн км2, тогда как
в конце 1970-х гг. она была значительно больше - около 7,5 млн км2.
Современное содержание СО2 в атмосфере (около 380 ppmv в 2005 г.)
существенно превышает его максимальные значения (около 280 ppmv),
известные для последних почти полумиллиона лет (они получены на основе
палеореконструкций данных антарктической станции “Восток”). К началу
XXI в. содержание СО2 в атмосфере увеличилось на треть по сравнению с
доиндустриальным уровнем (около 280 ppmv). Согласно международному
отчету (Climate Change, 1996) модельные оценки увеличения глобальной
приповерхностной температуры к удвоению содержания СО2 в атмосфере
находятся в диапазоне 1,5-4,5 °C. Этот диапазон уменьшается, если учиты-
вать только наиболее адекватные в сопоставлении с наблюдениями совре-
менные модели климата. Согласно результатам анализа (В.П. Мелешко
и др., 2004), увеличение глобальной приповерхностной температуры в сред-
нем для ансамбля из семи современных моделей при сценарии SRES-B2 со-
ставляет 1,3±0,2 °C к середине XXI в. и 2,1 ±0,4 °C к его концу (в скобках при-
ведены среднеквадратические отклонения оценок разных моделей от сред-
него по ансамблю значения). При логарифмической зависимости радиаци-
онного и температурного эффектов от содержания СО2 в атмосфере можно
оценить соответствующий диапазон модельных оценок увеличения глобаль-
ной приповерхностной температуры при увеличении содержания СО2 от 280
до 380 ppmv - он составляет от 0,6-0,7 до 2,0 °C. За последние 100 лет гло-
бальная приповерхностная температура увеличилась на 0,7 °C - эта величи-
на находится вблизи нижней границы диапазона соответствующих модель-
ных оценок (см. также (Мохов и др., 2005)). Даже эта грубая оценка свиде-
тельствует о том, что к антропогенному механизму глобального потепления
нужно относиться со всей серьезностью, несмотря на существующие значи-
тельные неопределенности относительно целого ряда важных климатиче-
ских процессов. Следует отметить, что российские глобальные климатиче-
ские модели, в том числе совместная модель общей циркуляции атмосферы
и океана, разработанная в ИВМ РАН (Володин, Дианский, 2003) и глобаль-
79
ная климатическая модель промежуточной сложности, созданная в ИФА
РАН (Мохов и др.. 2002), характеризуются относительно низкой чувствитель-
ностью глобальной приповерхностной температуры к удвоению содержания
СО: в атмосфере, составляющей около 2 °C. При этом ими адекватно воспро-
изводятся тренды глобальной температуры для последнего столетия при уче-
те изменений содержания в атмосфере парниковых газов и аэрозоля.
Современные наиболее развитые климатические модели в целом спо-
собны воспроизводить основные глобальные и региональные климатиче-
ские изменения, отмеченные за последнее столетие (см., напр., Climate
Change, 2001; Stott et al., 2000; 2001; Tett et al., 2002; Broccoli et al., 2003; Meehl
et al.; 2003). Результаты модельного анализа выявили существенное разли-
чие между потеплением конца XX в. и потеплением 1930-х - начала 1940-х гг.
Потепление в первой половине XX в. можно объяснить естественными при-
чинами, связанными, в частности, с изменениями солнечного излучения и
вулканической активности. Потепление же последних десятилетий, согласно
проведенным расчетам, уже существенно антропогенное, связанное с увели-
чением содержания в атмосфере парниковых газов, главным образом угле-
кислого газа (Climate Change, 2001).
Хотя нельзя исключать существенного вклада естественных долгопериод-
ных климатических вариаций, очень быстрое потепление в XX в., особен-
но в его последней четверти, в сравнении с предыдущими периодами требу-
ет детального и разностороннего анализа антропогенных изменений клима-
та. Это подтверждают и различия температурных изменений в атмосфере на
разных высотах. Так при изменении излучения Солнца потепление должно
было бы отмечаться не только у поверхности, в пределах тропосферы, но и
в более высоких слоях атмосферы. Напротив, при увеличении содержания
парниковых газов в атмосфере должно теплеть внизу, у поверхности и в тро-
посфере в целом, а стратосфера и мезосфера выхолаживаются (Climate
Change, 2001). Это в настоящее время и происходит - тропосферное потеп-
ление сопровождается сильным охлаждением стратосферы и мезосферы.
Особенно сильное среднегодовое охлаждение, составляющее около 0,7 °C
в год (и около 0,9 зимой) в течение последних десятилетий отмечается вбли-
зи мезопаузы на высотах около 80-90 км (Golitsyn et al., 1996).
На основе модельных результатов в сопоставлении с данными наблюде-
ний и реанализа проведен анализ способности глобальных климатических
моделей воспроизводить температурные изменения в регионах с наиболь-
шими трендами потепления у поверхности в последние десятилетия - в Gi-
бири и на Аляске в Северном полушарии и на Антарктическом полуострове
в Южном; при этом оценивалась роль естественных и антропогенных фак-
торов (Мохов и др., 2006; Karpenko et al., 2005). В частности, климатическа»
модель общей циркуляции атмосферы и океана (КМОЦ) HadCM3 в целом
способна адекватно воспроизводить температурные изменения в регионах
с наибольшими трендами потепления в последние десятилетия.
Получено достаточно хорошее соответствие положительных трендов
среднегодовой приповерхностной температуры для Аляски и Антарктиче-
ского полуострова. Согласно модельным результатам в регионах с наиболь-
шей скоростью потепления у поверхности в конце XX в. определяющая
роль в этих изменениях связана с антропогенным воздействием. Модельная
80
не ьхчи'нкл е
, гн потепления в Сибири связана с переоценкой в модели
анг|4'по!унно1\> аэрозольного охлаждения в Азии. Схщественно отметить,
что результаты ансамбля модельных расчетов при разных начальных усло-
виях ч'нии'сельегвуют о возможности проявления при глобальном антропо-
генном потеплении отрицательных региональных температурных трендов
в отдельных численных реализациях даже для регионов с наибольшими
скоростями регионального потепления климата в конце XX в.
. горой по значимости после температуры переменной климатической
системы Земли чаще всего называют количество осадков. В XX в. и в на-
чале XXI в. отмечены заметные региональные изменения характеристик
осадков и гидрологического цикла в целом. Анализ данных свидетельствует
о тенденции усиления экстремальных осадков в различных регионах, в част-
ности над сушей средних и высоких широт в Северном полушарии (Climate
Change. 200 D. Согласно результатам анализа (Киктев и др., 2002), например,
во второй половине XX в. на европейской территории России преобладает
(за исключением северных регионов) тенденция увеличения числа дней
с сильными осадками. При этом проявляются региональные тенденции уве-
личения интенсивности осадков. На севере и юге (Кавказ и Кубань) евро-
пейской части России и в центральной Сибири уменьшается максимальное
число последовательных дней без осадков. При глобальном потеплении в
XXI в. следует ожидать усиления этой тенденции и проявления ее над мно-
гими регионами (Climate Change, 2001); см. также: (Киктев и др., 2002; Мохов
и др., 2002; Мохов и др., 2003; Groisman et al., 1999; Hydrology..., 2001;
Semenov, Bengtsson, 2002; Voss et al., 2002).
Сильные изменения уровня Каспийского моря в XX в. связаны с измене-
ниями режима осадков в бассейнах Волги и Урала, приводящими к измене-
ниям речного стока: (см., напр.: Арпе и др., 1999; Агре et al., 2000). Пробле-
ма Кас:
рамках Международной программы исследований климатической изменчи-
вости и предсказуемости (CLIVAR) - наряду с проблемами вечной мерзлоты
и климатической изменчивости в Арктике.
Около двух третей территории России занимает вечная мерзлота (Гло-
бальные изменения климата..., 2002; Израэль и др., 2002; Anisimov et al.,
2002). Режим криолитозоны является важным индикатором климатических
изменений. С конца 1970-х гг. в большинстве регионов севера России
отмечена слабая тенденция увеличения глубины сезонного протаивания. Тен-
денция повышения температуры мерзлых грунтов выявлена с конца 1970-х гг.
на севере Западной Сибири. В то же время в центральной Якутии, несмотря
на значительное региональное потепление климата, повышение температуры
мерзлых грунтов выражено слабо и не повсеместно (Павлов и др., 2002).
Согласно модельным расчетам наибольшие температурные изменения
при достаточно продолжительном глобальном антропогенном потеплении
должны проявляться в высоких широтах, что существенно связано с зави-
симостью альбедо от температуры. В арктических широтах большая
изменчивость со значительными вариациями, составляющими несколько
десятилетий, затрудняет выявление долгопериодных климатических тен-
денций (Алексеев и др., 2000; Polyakov et al., 2002; Bengtsson et al., 2003;
Johannessen et al., 2003). Исследования изменений снежного покрова в север-
некого моря рассматривается как одна из важнейших для России в
6 Возможности предотвращения...
81
НОЙ части Евразии наряду с общей тенденцией его сокращения выявили для
последних десятилетий XX в. увеличение толщины снежного слоя и снегоза-
пасов, особенно восточнее реки Лены (Китаев, 2002; Кренке и др., 2001).
В северной части Северной Америки толщина снега, наоборот, уменьшается.
В высоких широтах Южного полушария от изменения режима осадков
(снежного покрова) зависят изменения снежно-ледового бюджета Антарк-
тического щита. При существующей достаточно большой неопределенно-
сти этот бюджет в настоящее время оценивается как положительный. Одна
из основных опасностей глобального потепления связана с ростом уровня
Мирового океана. В XX в. он составлял около 15-20 см за столетие; есть
данные, что в последние десятилетия он заметно усилился. Судя по имею-
щимся данным, этот рост уровня не связан с таянием Антарктического щи-
та: скорее наоборот, нарастание ледового щита ослабляет его. При интенси-
фикации глобального потепления, судя по модельным оценкам, процесс на-
растания Антарктического ледового щита из-за роста осадков может про-
должаться до определенного критического уровня потепления. При его пре-
вышении доминирующим становится эффект абляции (испарения), что
должно привести к таянию ледового щита и увеличению роста уровня
Мирового океана (см., напр.: Мохов и др., 1983).
Следует отметить, что климатические режимы существенно связаны с ре-
жимами облачности. В частности, облачность может быть одной из возмож-
ных причин проявления особенностей температурного режима в Антарктике.
По данным спутниковых измерений в рамках Международного спутникового
проекта климатологии облачности (ISCCP), в течение двух последних десяти-
летий облачный покров Земли в целом слабо уменьшался. Отмечено также
уменьшение планетарного альбедо, что должно приводить к потеплению при
большем влиянии облачного покрова на коротковолновую компоненту радиа-
ционного баланса Земли по сравнению с длинноволновой (тепловой).
Разносторонний анализ возможных изменении климата всей Земли и
отдельных российских регионов при разных сценариях антропогенных воз-
действий в XXI в., проведенный с использованием численных расчетов
для ансамбля климатических моделей, позволил получить на основе КМОЦ
региональные оценки при двух сценариях - SRES-A2 и SRES-B2. Эти сцена-
рии были предложены Межправительственной группой экспертов по изме-
нению климата (МГЭИК) для изменений содержания в атмосфере парнико-
вых газов и аэрозоля (Climate Change, 2001). В частности, был проведен ана-
лиз важных характеристик климата для водосборов крупных речных бассей-
нов в европейской и азиатской частях России: бассейнов Волги и Урала.
Оби, Енисея, Лены, Печоры, Северной Двины, Дона, Кубани и др.
На рис. 3 приведен пример модельных расчетов возможных изменений
климата. В сопоставлении с эмпирическими данными (Jones, Moberg, 2003) для
XIX—XX вв. представлены изменения вариаций глобальной приповерхност-
ной температуры (относительно среднего режима 1961-1990 гг.) по расчетам
с разными климатическими моделями при различных сценариях изменения
содержания парниковых газов в атмосфере (Мохов и др., 2005). Расчеты при-
ведены с использованием КМОЦ HadCSIRO, а также КМ ИФА РАН. Соглас-
но сценариям SRES-B2 и SRES-A2, глобальная приповерхностная температу-
ра в КМ ИФА РАН к середине XXI в. может вырасти примерно на 1,5-3 °C.
82
Рис. 3. Изменения СГПТ (при 30-летнем скользящем осреднении) для периода 1860-2100 гг.
по модельным расчетам
1-4 - КМ ИФА РАН; 5 - КМОЦ CSIRO; 6 - КМОЦ HadCM3 при различных сценариях антропоген-
ных изменений (SRES-A2 и SRES-B2): 1-А2-СО2; 2 - В2-СО2; 3 - А2; 4-6 - В2; 7 - межгодовые изменения
по данным наблюдений
Увеличение глобальной приповерхностной температуры в среднем для
ансамбля из семи современных моделей при сценарии SRES-B2 составляет
1,3(±0,2) °C к середине XXI в. и 2,1 (±0,4) °C к его концу (Мелешко и др.,
2004; в скобках приведены среднеквадратические отклонения оценок раз-
ных моделей от среднего по ансамблю значения). На фоне глобального по-
тепления наибольшее увеличение приповерхностной температуры в XXI в.
проявляется зимой в Сибири и на Дальнем Востоке. На побережье Северно-
го Ледовитого океана потепление оценено около 4 °C к середине и 7-8 °C
к концу XXI в.
При этом среднегодовое количество осадков для Земли в целом по
модельным оценкам (Мелешко и др., 2004) может увеличиться к середине
и к концу XXI в. примерно на 2 и 3% соответственно, а общее увеличение
количества осадков на территории России значительно превысит глобаль-
ные изменения. Согласно модельным расчетам на многих российских водо-
сборах в высоких и средних широтах количество осадков увеличится не
только зимой, но и летом, однако в теплое время года оно будет заметно
меньше и проявится только в северных регионах.
На юге европейской части России летом, согласно модельным расчетам,
следует ожидать уменьшения количества осадков (Мохов и др., 2003;
Мелешко и др., 2004). Зимой на европейской части России, в частности, в ее
83
южных регионах, увеличивается доля жидких осадков, а в восточной Сиби-
ри и на Чукотке возрастает количество твердых. Результатом этого являет-
ся уменьшение массы накопленного за зиму снега на западе и юге России и
се увеличение в центральной и восточной Сибири.
Существенные изменения отмечены при анализе экстремальных режи-
мов осадков. При глобальном потеплении в XXI в. следует ожидать усиле-
ния этой тенденции и проявления ее во многих регионах (Climate Change,
2001). В то же время не следует забывать о неопределенности существую-
щих региональных оценок тенденций изменения характеристик осадков по
разным данным, в том числе для российских регионов.
И.И. Моховым и др. (2005) сделаны оценки возможных изменений
количества осадков, интенсивности, вероятности дней с осадками и их экс-
тремальных режимов для разных регионов северной Евразии в XXI в. Для
анализа использовались расчеты с глобальными КМОЦ ECHAM5/MPI-0M
и КМ ИФА РАН при сценариях SRES-А2 и SRES-B1 антропогенных эмис-
сий парниковых газов в атмосферу. Проведено сравнение результатов рас-
четов с КМОЦ двух поколений - ECHAM5/MPI-OM и ECHAM4/OPYC3.
Для детального анализа были выбраны бассейны крупнейших сибирских
рек, Волги, а также регион Кавказа (рис. 4). Для бассейнов Волги, Оби,
Енисея и Лены общее количество зимних осадков, их интенсивность и ве-
роятность, а также экстремальные осадки по расчетам с ECHAM5/MPI-0M
в XXI в. при сценариях SRES-B1 и SRES-A2 увеличиваются. Летом тренды
интенсивности и экстремальных осадков в XXI в. также положитель-
ные, хотя и в целом менее значимые, чем зимой. Принципиально отли-
чаются от зимних летние тренды вероятности осадков - они отрица-
тельные для всех четырех речных бассейнов. При этом тенденции измене-
ния общего количества летних осадков незначимые и даже могут изме-
няться в зависимости от антропогенного сценария (в частности, в бассейне
Волги).
При потеплении климата усиление испарения с поверхности суши в теп-
лое время года приводит к заметному уменьшению влагосодержания дея-
тельного слоя почвы, особенно летом, и способствует формированию более
засушливых условий, особенно на юге России.
С ростом количества осадков при потеплении связано заметное увеличе-
ние стока в большинстве водосборов российских рек (Мелешко и др., 2004:
Мохов, Елисеев и др., 2005), за исключением водосборов южных рек (Дона
и ДР-), Для которых годовой сток в XXI в. в целом убывает. Наиболее значи-
мое увеличение стока в XXI в., по модельным оценкам, отмечено для север-
ных рек, впадающих в Северный Ледовитый океан - Лены, Енисея, Печоры.
Северной Двины. На рис. 5 приведены примеры расчетов изменений норми-
рованного стока рек при 30-летнем скользящем осреднении с использовани-
ем КМ ИФА РАН в сопоставлении с данными наблюдений (Мохов, Елисеев
и др., 2005).
Изменения максимального (весеннего) стока рек зависят от изменений
скорости таяния снега и накопленной за зиму массы снега. Модельные оцен-
ки свидетельствуют об уменьшении весеннего максимума стока и его более
раннем наступлении в XXI в. в бассейнах Дона, Волги, Урала, что связано с
уменьшением накопленной массы снега зимой. На водосборах северных рек.
84
I ECHAM5/MPI-0M (сут.)
ECHAM5/MPI-0M (5 сут.)
МВ КМ ИФА РАН (5 сут.)
Рис. 4. Тренды региональных характеристик зимних (а, в, д) и летних (б, г, е) осадков (% за 100
лет) в XXI веке (относительно периода 1961-1990 гг.) при антропогенном сценарии SRES-B1
по расчетам с КМОЦ ECHAM5/MPI-OM по ежесуточным данным (черные столбцы) и при их
5-суточном осреднении (серые столбцы) и с КМ ИФА РАН по данным с 5-суточным разреше-
нием (белые столбцы): количества (a, б), интенсивности (в, г) и экстремальных значений (д, е)
85
150-
Обь
140-
130-
120-
1104
100
90
2050
1950
2100
1900
2000
Годы
80
Рис. 5. Вариации нормированного стока рек при 30-летнем скользящем осреднении для пери-
ода 1860—2100 гг. в КМ ИФА РАН при различных сценариях антропогенных изменений
1 - А2-СО2; 2 - В2-СО2; 3 - А2; 4 - В2; 5 - данные наблюдений
в том числе Печоры, Северной Двины, Оби, несмотря на некоторое умень-
шение снегозапаса к началу весны, сток заметно возрастает к середине
XXI в. из-за более быстрого таяния снега. При этом к концу XXI в. сток на
этих водосборах уменьшается - становится существенным убывание зимне-
го снегозапаса. В то же время в центральной и восточной Сибири, в бассей-
нах Енисея и Лены, при потеплении климата масса снега зимой увеличива-
ется, что ведет к существенному росту стока при весеннем снеготаянии. По
модельным расчетам, значимый рост весеннего стока за счет растаявшего
снега уже в первой половине XXI в. на водосборах Енисея и Лены должен
чаще вызывать крупные весенние паводки (Мелешко и др., 2004).
Один из ключевых факторов и индикаторов климатических изменений -
изменения площади морского льда. Проведенные расчеты с учетом значи-
тельной межгодовой и долгопериодной изменчивости и пространственной
неоднородности изменений указывают на сокращение площади морского
льда в XXI в. Изменение режима морского льда в Арктике имеет большое
86
«начение для России в связи с развитием судоходства и шельфовых разрабо-
ток в морях Северного Ледовитого океана. По расчетам, для ансамбля из
нчгп моделей сокращение площади морского льда в Северном полушарии к
концу XXI в. составляет в среднем около 2,5 млн км2 в марте (когда распро-
странение льда максимально) и сентябре (когда оно минимально) (Мелешко
и др.. 2004). Современные климатические модели дают большой разброс в
расчетах режима морского льда и его изменений в Арктике. Согласно неко-
торым оценкам, уже во второй половине XXI в. в конце лета Арктический
бассейн может полностью освобождаться от льда.
Большое значение имеют для России оценки возможных изменений веч-
ной мерзлоты (Анисимов и др., 1999; Демченко и др., 2002; Израэль и др.,
2002; Малевский-Малевич, Надежина, 2002; Anisimov et al., 2002; Nelson
et al., 2002; Мелешко и др., 2004). Чувствительность площади сплошной веч-
ной мерзлоты (ПСВМ) к температурному режиму в различных моделях,
существенно различается, но в каждой из них практически не зависит от рас-
смотренных сценариев антропогенного воздействия: так, не обнаружена за-
висимость от содержания аэрозоля в атмосфере (Демченко и др., 2002).
Сравнение модельных результатов с данными палеоклиматических рекон-
струкций показало, что южная граница области сплошной мерзлоты на тер-
ритории России в период оптимума голоцена близка к той, которая может
установиться к середине XXI в. при учете аэрозольной эмиссии. В ее отсут-
ствие граница вечной мерзлоты более соответствует положению, характер-
ному для микулинского межледниковья. При анализе ансамбля численных
расчетов с КМ ИФА РАН с разными сценариями антропогенных воздейст-
вий отмечено, что температурная чувствительность ПСВМ увеличивается
для более медленных изменений содержания в атмосфере парниковых газов
и при этом ближе к соответствующей оценке для квазистационарных палео-
изменений (рис. 6; Демченко и др., 2005).
По результатам численных расчетов (Мелешко и др., 2004) было
получено значительное увеличение глубины сезонного протаивания при
антропогенном потеплении климата к середине XXI в. При этом для сцена-
рия SRES-B2 даже в конце века сохраняется область изменений глубины
протаивания, не превышающих 20 см. Смещение к северу границ зон изме-
нения глубин протаивания в XXI в. оценено в 100-250 км.
Большое значение имеет оценка изменений биопродуктивности при воз-
можных в XXI в. климатических изменениях (Глобальные изменения клима-
та..., 2002; Голубятников, Денисенко, 2001; Изменения климата..., 2002;
Голубятников и др., 2005). Так А.Л. Голубятниковым и Е.А. Денисенко
(2001) рассчитано, что при удвоении содержания СО2 в атмосфере биологи-
ческая продуктивность в европейской части России увеличится в среднем на
2 т/га в год; наибольшее увеличение (более чем на 4 т/га) приходится на
60-70° с.ш. При этом максимум биопродуктивности, который сейчас лежит
между 50 и 60° с.ш., сдвигается примерно на 5° к северу.
Чаще оценки биосферных эффектов при изменениях климата делаются
без учета обратных связей (Climate Change, 2001). С учетом взаимодействия
с углеродным циклом связана в климатических моделях значительная неоп-
ределенность. Оценки возможных изменений в XXI в. климатических режи-
мов и биосферных эффектов получены, в частности, для севера Евразии,
87
Рис. 6. Зависимость параметра температурной чувствительности сплошной потенциальной
вечной мерзлоты от скорости изменения глобальной приповерхностной температуры
По расчетам с КМ ИФАРАН при разных сценариях в сопоставлении с оценкой по палеорекон-
струкциям
в том числе для российского севера, по расчетам с глобальной климатиче-
ской моделью с углеродным циклом при антропогенных воздействиях (Мо-
хов, Дюфрен и др., 2005; Mokhov et al., 2005). При этом учитывалось не толь-
ко влияние антропогенных воздействий на климатический режим и биосфе-
ру, но и влияние биосферных изменений на климатические характеристики.
Акцент сделан на анализе изменений биопродуктивности наземных экоси-
стем и режимов засух в средних широтах.
Для анализа использовались результаты расчетов с глобальной клима-
тической моделью общей циркуляции атмосферы и океана с углеродным
циклом ISPL-CM2 (Dufresne et al., 2005). В численных расчетах задавалась ан-
тропогенная эмиссия углекислого газа в атмосферу по данным наблюдений
для 1860-1990 гг. и в соответствии со сценарием SRES-A2 для 1991-2100 гг.
В результате включения в глобальную климатическую модель взаимодейст-
вия с углеродным циклом ее чувствительность к увеличению содержания
углекислого газа в атмосфере увеличивается. Это свидетельствует о соот-
ветствующей положительной обратной связи. Близкие результаты получе-
ны в численных расчетах с глобальной климатической моделью ИФА РАН
с блоком углеродного цикла (Мохов и др., 2006).
Результаты модельных расчетов свидетельствуют о том, что вероят-
ность распространения весенне-летних засух в средних широтах Евразии
в XXI в. по сравнению с XX в. должна возрасти (Мохов, Дюфрен и др.. 2005:
Mokhov et al., 2005). При этом анализ связи характеристик углеродного об-
мена и биопродуктивности наземных экосистем с режимами засух выявил
заметное уменьшение первичной биопродуктивности, в частности в вос-
точно-европейском регионе, с увеличением индекса засушливости в XX в..
тогда как для XXI в. их значимой связи не отмечено. Общий рост по рас-
четам для XXI в. значений первичной и чистой биопродуктивности экоси-
стем в анализировавшихся регионах связан с интенсификацией фотосин-
88
ve«a при росте содержания О>, в атмосфере, несмотря на неблагоприят-
ные и «менення регионального климата, в частности увеличение вероятно-
сти засух. При этом, согласно модельным результатам, тип региональных
засух при глобальном потеплении меняется. В климатической модели от-
мечено усиление связи биологической продуктивности с влагосодержани-
ем почвы, сопровождающееся ослаблением ее связи с осадками. Получен-
ные модельные результаты не противоречат результатам наземных на-
блюдений с тенденцией удлинения вегетационного периода и результатам
спутникового мониторинга вегетационных характеристик поверхности
Земли. Для последних двух десятилетий отмечена тенденция “озелене-
ния”, в частности, в средних широтах Евразии (см., напр.: Climate Change,
2001).
В заключение следует отметить существенный прогресс модельных
исследований климата в последние годы. Лучшие современные модели
способны адекватно описывать не только основные глобальные и регио-
нальные особенности земной климатической системы, но и их изменения.
Тем не менее неопределенность модельных оценок возможных климати-
ческих изменений не уменьшается. Это связано с рядом принципиальных
проблем.
Прежде всего существует фундаментальное ограничение, связанное
с принципиальной невозможностью точного прогноза климатических изме-
нений. Есть также неопределенности возможных сценариев эмиссии парни-
ковых газов и аэрозоля. Кроме того, большинство оценок делается с ис-
пользованием климатических моделей без углеродного цикла, но даже если
он и учитывается, делается это достаточно грубо. Значительная неопреде-
ленность существует, в частности, в процессах углеродного обмена между
атмосферой и биосферой, сушей и океаном. В какой, например, степени ле-
са России являются стоком углерода из атмосферы? Есть оценки, согласно
которым он в последние годы увеличивается.
Среди других проблем - проблема адекватного учета эффектов атмо-
сферного аэрозоля - естественного, в том числе вулканического, и антропо-
генного. Проблема моделирования фотохимических процессов в атмосфере,
включая тропосферу, сейчас стоит уже не только для мегаполисов и не
только в связи с проблемой “озонной дыры”. Необходимо, чтобы модели ре-
ально воспроизводили экстремальные климатические режимы (в том числе
режимы экстремальных осадков, наводнений, засух, пожаров) и их измене-
ния на региональном уровне. Есть принципиальные проблемы при модели-
ровании блокингов, тропических ураганов, торнадо. Требуют более деталь-
ного анализа возможные изменения при глобальном потеплении океанской
термохалинной циркуляции и их региональные последствия. Это тесно свя-
зано с необходимостью адекватного описания климатических изменений
температуры, солености, динамики морского льда в Арктическом бассейне.
Один из критических режимов связан с изменениями Антарктического ле-
дового щита со сменой процесса его нарастания при глобальном потеплении
на режим таяния при превышении определенного уровня потепления. Необ-
ходимо более детальное моделирование вечной мерзлоты с учетом, в част-
ности, влияния снежного и мохового покрова. Ключевую роль в климатиче-
ских процессах играет облачность, от изменений которой существенно зави-
89
сит чувствительность климатической системы к различного рода воздейст-
виям. в том числе антропогенным.
Достижению адекватного понимания климатических процессов и их из-
менений наряду с развитием глобальных моделей должно способствовать
развитие региональных моделей климата с анализом распределений воз-
можных режимов на основе ансамблей численных реализаций.
Литература
Climate Change 2001: The Scientific Basis Intergovernmental Panel on Climate Change / Ed by
J.T. Houghton et al. Cambridge: Cambridge Univ Press, 2001. 881 p.
Глобальные изменения климата и их последствия для России. М.: РООУППГ, 2002. 468 с.
Изменения климата и их последствия. СПб. : Наука, 2002. 269 с.
Wigley Т. The Kyoto Protocol СО2. СН4 and climate implications // Geophys. Res Lett. 1998.
P. 2285-2288.
Russian national report. Meteorology and atmospheric sciences. 1999-2002 / Ed by II. Mokhov.
A.A. Krivolutsky. M.: MAX Press. 2003. 136 p.
Мохов И.И. Российские климатические исследования в 1992-2002 гг. // Изв. РАН. Физика ат-
мосферы и океана. 2004. Т. 40, № 2. С. 147-155.
Jones P.D., Moberg A. Hemispheric and large-scale surface air temperature variations. An extensive
revision and an update to 2001 11 J. Climate. 2003. Vol. 16 P. 206-223
Мохов И.И., Елисеев А.В., Демченко П.Ф и др. Климатические изменения и их оценки с ис-
пользованием глобальной модели ИФА РАН // Доклады РАН 2005 Т. 402, № 2.
С. 591-595.
Будыко М.И., Ефимова Н.А., Строкина Л А Эмпирические оценки изменения климата к
концу XX века И Метеорология и гидрология. 1999. № 12. С. 5-12.
Груза Г.В., Ранъкова Э.Я. Мониторинг климата и оценка климатической изменчивости по
данным наблюдений // Глобальные изменения климата и их последствия для России М.
РООУППГ, 2002. С. 9-39.
КиктевД.Б., Секстон Д.М., Александер Л.В., Фолланд К.К. Тренды в полях годовых экстре-
мумов осадков и приземной температуры во второй половине XX века // Метеорология и
гидрология. 2002. № 11. С. 13-24.
Мирвис В.М. Закономерности изменения режима температуры воздуха на территории Рос-
сии в последнее столетие // Изменения климата и их последствия. СПб.: Наука. 2002.
С.105-116.
Груза ГВ., Ранъкова Э.Я. Колебания и изменения климата на территории России // Изв. РАН.
Физика атмосферы и океана. 2003. Т. 40, № 2. С. 147-155.
Jones P.D., Mann М.Е. Climate over past millennia // Rev. Geophys. 2004. Vol. 42. RG2002. P. 1-42.
Petit J.R., Jouzel J., Raynaud D. et al. Climate and atmospheric history of the past 420 000 years from
the Vostok ice core, Antarctica Ц Nature. 1999. Vol. 399. P. 429^436.
Котляков B.M., Лориус К. Четыре климатических цикла по данным ледяного керна из глу-
бокой скважины на станции Восток в Антарктиде // Известия РАН. Сер геогр 2000 № 1.
С. 7-19.
Барков Н.И., Вострецов Р.Н., Липенков В.Я., Саламатин А.Н. Колебания температуры воз-
духа и осадков в районе станции Восток на протяжении четырех климатических циклов за
последние 420 тысяч лет // Арктика и Антарктика. 2002. Вып. 1 (35). С. 82-97.
Mokhov 1.1., Bezverkhny V.A., Karpenko A.A. Evolution of climatic characteristics and atmospheric
components at Milankovitch scales from Vostok ice core // Research Activities in Atmospheric and
Oceanic Modelling I Ed. by H. Ritchie. S.I., 2002. WMO/TD-<№ 1105. P. 2.17-2.18.
Мохов И.И., Безверхний B.A., Карпенко A.A. Циклы Миланковича и эволюция характери-
стик климатического режима и состава атмосферы по данным ледяных кернов с антарк-
тической станции Восток Ц Материалы гляциол. иссл. 2003. Т. 95. С. 3-8.
Mokhov IJ., Bezverkhny V.A., Karpenko A.A. Analysis of time lags between variations of temperature
and greenhouse gases atmospheric contents at Milankovitch periods from paleoreconstruetions //
90
Kescaixh \cli\ ities in Atmospheric and Oceanic Modelling I Id by J ( ole Geneva: World Climate
Reseaivh IVogvamme. 2(X)4. WMO/TD № 1220. P 02.7-02.8.
A'uxv.h-nm» 11 В Кон1.1як<>в В M , Монин В ( Сонечкин Д М Доказательство упреждения из-
менений концентрации парниковых газов вариациями температуры в данных станции
“Восток" И Доклады РАО. 2004. Г. 396, № 5. С. 68ft 690.
ЛМл<><< ИИ. Безверхими R.A., Карпенко А А Диагностика взаимных изменений содержания
парниковых газов и температурного режима атмосферы по палеореконструкциям для ан
тарктической станции Восток // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2005. Т. 41, № 5.
С. S79-S92.
Climate Change 1995: The Science of Climate Change Intergovernmental Panel on Climate Change I
Ed. by J.T. Houghton et al. Cambridge: Cambridge, Univ. Press, 1996. 572 p.
Мелешко В.П., Голицын Г.С., Говоркова В А. и др. Возможные антропогенные изменения
климата России в 21-м веке. Оценки по ансамблю климатических моделей // Метеороло-
гия и гидрология. 2004. № 4. С. 38-49.
Володин Е.М., Дианский НА. Отклик совместной модели общей циркуляции атмосферы и
океана на увеличение содержания углекислого газа // Изв. АН. Физика атмосферы и океа-
на. 2003. Т. 39, № 6. С. 193-210.
Мохов И.И., Демченко П.Ф., Елисеев А.В. и др. Оценки глобальных и региональных
изменений климата в XIX-XXI веках на основе модели ИФА РАН с учетом антропо-
генных воздействий // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана, 2002. Т. 38, № 5.
С. 629-642.
Stott РА., Tett S.F.B., Jones G.S. et al. External control of 20th century temperature by natural and
anthropogenic forcings Ц Sci. 2000. Vol. 290. P. 2133-2137.
Stott PA., Tett S.F.B., Jones G.S. et al. Attribution of twentieth century temperature change to natural
and anthropogenic causes Ц Clim. Dyn. 2001. Vol. 17. P. 1-21.
Tett S.F.B. et al. Estimation of natural and anthropogenic contributions to 20th century temperature
change//Geophys. Res. 2002. Vol. 107. doi: 10.1029/2000JD000028.
Broccoli ALL, Dixon K.W., Delworth T.I. et al. Twentieth-century temperature and precipitation trends
in ensemble climate simulations including natural and anthropogenic forcing // Geophys. Res. 2003.
Vol. 108. P. 4798. doi: 10.1029/2003JD003812.
Meehl GA., Washington W.M., Wigley T.M.I. et al. Solar and greenhouse gas forcing and climate
response in the twentieth century // J. Climate. 2003. Vol. 16. P. 426-444.
Golitsyn G.S., Semenov A J., Shefov N.N. et al. Long-term temperature trend in the middle and upper
atmosphere // Geophys. Res. Lett. 1996. Vol. 23, № 14. P. 1741-1744.
Мохов И.И., Карпенко А.А., Стотт П.А. Наибольшие скорости регионального потепления
климата в последние десятилетия с оценкой роли естественных и антропогенных причин //
Докл. РАН. 2006 (в печати).
Karpenko A A., Mokhov I.I., Stott Р. Contribution of natural and anthropogenic causes in regions with
large temperature changes during XX century Ц Research Activities in Atmospheric and Oceanic
Modelling / Ed. by. J. Cote. Geneva: World Climate Research Programme. 2005. WMO/TD-M 1276.
P. 9-10.
Groisman P.Ya., Karl T.R., Easterling D.R. et al. Changes in the probability of heavy precipitation:
important indicators of climatic change // Climate Change. 1999. Vol. 42. P. 243-283.
Hydrology and Water Resources / Ed. by N. Amell et al. // Climate Change 2001: Impacts, Adaptation,
and Vulnerability Intergovernmental Panel on Climate Change / Ed. by J.J. McCarthy et al.
Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2001. P. 191-233.
Мохов И.И., Семенов В.А., Хон В.Ч. Региональные вариации гидрологического режима в
XX веке и модельные сценарии изменений в XXI веке // Глобальные изменения климата и
их последствия для России. М.: РООУППГ, 2002. С. 310-333.
Semenov V., Bengtsson L. Secular trends in daily precipitation characteristics: greenhouse gas simula-
tion with a coupled AOGCM // Clim. Dyn. 2002. Vol. 19. P. 123-140.
Voss R., May W., Roeckner E. Enhanced resolution modelling study on anthropogenic climate
change: Changes in extremes of the hydrological cycle Ц Int. J. Climatol. 2002. Vol. 22.
P. 755-777.
Мохов И.И., Семенов В.А., Хон В.Ч. Оценки возможных региональных изменений гидроло-
гического режима в XXI веке на основе глобальных климатических моделей //
Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2003. Т. 39, № 2. С. 150-165.
91
Мохов И.И., Хон В.Ч Межгодовая изменчивость и долгопериодные тенденции изменений
центров действия атмосферы в Северном полушарии. Анализ данных наблюдений //
Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2005. Т. 41, № 6. С. 723-732.
Mokhov l.l. Spring-summer climate extremes in Eurasian midlatitudinal regions Ц Research Activities
in Atmospheric and Oceanic Modelling. J. Cote. Geneva: World Climate Research Programme.
2005. WMO/TDM 1276. P. 7-8.
Арпе К., Бенгтссон JL, Голицын ГС. и др. Анализ и моделирование изменений гидро-
логического режима в бассейне Каспийского моря // Доклады РАН. 1999. Т. 366, № 2.
С. 248-252.
Агре К., Bengtsson L., Golitsyn G S. et al. Connection between Caspian Sea level vanability and
ENSO//Geophys. Res. Lett. 2000. Vol. 27, № 17. P. 2693-2699.
Израэль Ю.А., Павлов А.В., Анохин Ю.А. Эволюция криолитозоны при современных изме-
нениях глобального климата // Метеорология и гидрология. 2002. № 1. С. 22-34.
Anisimov О A., Velichko A A., Demchenko P.F. et al. Effect of climate change on permafrost in the past,
present, and future // Izvestiya, Armos. Ocean. Phys. 2002. Vol. 38. P. S25-S39.
Павлов А.В., Ананьева Г.В., Дроздов Д.С. и др. Мониторинг сезонноталого грунта на севере
России И Криосфера Земли. 2002. Т. VI, № 4. С. 30-39.
Алексеев Г.В., Александров Е.И., Священников П.Н., Харланенкова НЕ. Взаимосвязи коле-
баний климата в Арктике и в средних и низких широтах // Метеорология и гидрология
2000. № 6. С. 5-17.
Polyakov I.V., Alekseev G.V., Bekryaev R.V. et al. Observationally based assessment of polar amplifi-
cation of global warming // Geophys. Res. Lett. 2002. Vol. 29, № 18. P. 1878-1881.
Bengtsson L., Semenov VA., Johannesen O. The early century warming in the Arctic - A possible
mechanism Ц MPI Rep. 345. 2003. 31 p.
Китаев Л.М. Пространственно-временная изменчивость высоты снежного покрова в север-
ном полушарии // Метеорология и гидрология. 2002. № 5. С. 28-34.
Кренке А.Н., Китаев Л.М., Турков Д.В. Климатическая роль изменений снежного покрова в
период потепления Ц Изв. РАН. Сер. геогр. 2001. № 3. С. 44-52.
Мохов И.И., Петухов В.К., Русин И.Н. Чувствительность массообмена на поверхности лед-
никового щита Антарктиды к климатическим изменениям // Метеорология и гидрология.
1983. № 11. С. 52-59.
Мохов И.И., Рекнер Э., Семенов В.А., Хон В.Ч. Экстремальные режимы осадков в регионах
северной Евразии в XX веке и их возможные изменения в XXI веке // Доклады РАН. 2005.
Т. 402, № 6. С. 818-821.
Катцов В.М., Вавулин С.В., Говоркова В.А . Павлова Т.В. Сценарии изменений климата
Арктики в 21-м в. // Метеорология и гидрология. 2003. № 10. С. 5-19.
Mokhov l.I., Artamonov A.Yu., Bezverkhny V.A. et al. Analysis of relationship between the Arctic cli-
mate and intensity of thermohaline circulation from model simulations // Research Activities in
Atmospheric and Oceanic Modelling / Ed. by J. Cote. Geneva: World Climate Research Programme
2006. Section 2.
Анисимов O.A., Нельсон Ф.Е.„ Павлов А.В Прогнозные сценарии эволюции криолитозоны
при глобальных изменениях климата в XXI в. // Криосфера Земли. 1999. № 4, С. 15-25.
Демченко П.Ф., Величко А.А., Елисеев А.В.и др. Зависимость условий распространения веч-
ной мерзлоты от уровня глобального потепления: сравнение моделей, сценариев и данных
палеореконструкций // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2002. Т. 38. № 2
С. 165-174.
Малевский-Малевич С.П., Надежина ЕД. Оценки влияния изменений климата на вечную
мерзлоту в России, основанные на модельных сценариях изменений климата // Изменения
климата и их последствия. СПб.: Наука, 2002. С. 231-238.
Nelson F.E., Anisimov О A., Shiklomanov N.I. Climate change and hazard zonation in the circum-Arctic
permafrost regions Ц Natural Hazards. 2002. Vol. 26, № 3. P. 203-225.
Голубятников ЛЛДенисенко E.A. Отклик первичной биологической продукции раститель-
ности Европейской России на изменение климата // Изв. РАН. Сер геогр ’001 № 6
С. 42-50.
Голубятников Л Л., Мохов И.И., Денисенко Е.А., Тихонов В.А. Модельные оценки влияния
изменений климата на растительный покров и сток углерода из атмосферы // Изв РАН
Физика атмосферы и океана. 2005. Т. 41, № 1. С. 22-32.
92
Vcvm И U (юфрен Ж С/ . »7г Грет 3 и др Изменения режимов засух и биопродуктив-
носги наземных экосистем в pci ионах Северной 1*вразии но расчетам с глобальной кли
магической моделью с углеродным циклом // Доклады РАИ. 2005. Т. 405, № 6.
С SKMU4.
UoA7i<n /I Chernokulsky AV., Dufresne / -L., Le Trent 11 lerrcstnal biosphere response to anthro-
pogenic changes in growing season in European mid-latitudinal regions from model simulations //
Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling I Ed. hy J. Cote. Geneva: World Climate
Research Programme. 2005. WMO/TD-N 1276. P. 19-20.
Dufresne J.-L . b i ledhnystein P., Berthelot M et al. Effects of climate change due to CO2 increase on
land and ocean carbon uptake //Geophys. Res. Lett. 2002. Vol. 29, № 10. 10.1029/2001GL013777.
Л/o.voe И.//., Елисеев А.В., Карпенко А.Л. Чувствительность к антропогенным воздействиям
глобальной климатической модели ИФА РАН с интерактивным углеродным циклом //
Доклады РАН. 2006. Т. 407, № 3.
СТЕНОГРАММА ВЫСТУПЛЕНИЯ
АКАДЕМИКА В.П. ДЫМНИКОВА
Институт вычислительной математики РАН
20 февраля 2004 г.
Как мы договаривались на Совете по климату, два доклада сделают
Г.В. Груза и И.И. Мохов. Я дам лишь некоторые комментарии, связанные
именно с нашей работой, которую мы проводим в Институте вычисли-
тельной математики, а также изложу собственное отношение к этой про-
блеме.
К моделированию, которое сейчас применяется при изучении климата,
надо относиться очень серьезно. Это титаническая работа, выполняемая
огромным количеством ученых, вовлеченных в это дело. И результаты,
которые ими получены, очень тщательно обосновываются. Мне хочется,
чтобы на нашем семинаре не звучали реплики: “это модель, а где действи-
тельность?”. По-моему, центральное направление, связанное с проблемой
изменения климата - это, конечно, математическое моделирование и его ре-
зультаты, полученные за последние 30 лет. Это огромный технологический
продукт, который достоин большого доверия.
Те результаты, которые анализировал И.И. Мохов, основаны на про-
граммах сравнения климатических моделей, в частности, на программе
AMIP2. В основе этих программ лежат совместные модели циркуляции
атмосферы и океана очень высокого уровня. К величайшему сожалению,
единственная российская организация, являющаяся членом Клуба высоких
технологий, - это Институт вычислительной математики. Из-за этого мы не
можем получать заключения по нашим работам - ведь нельзя же иметь соб-
ственное заключение по собственным работам. Ясно, что анализировать
результаты чужих экспериментов и производить собственные эксперимен-
ты, менять модели и т.д. - это разные вещи.
Вначале я хочу рассказать об одном направлении, которое непосредст-
венно относится к проблеме чувствительности климата в результате измене-
ния концентрации углекислого газа. Этот вопрос всегда стоит перед людь-
ми, моделирующими процессы, производящие в атмосфере и океане. Я хочу
подчеркнуть, что задача климатической чувствительности - не классическая
физическая задача. Мы не можем провести прямого натурного эксперимен-
та. Поэтому сразу возникает вопрос: а как вы докажете, что чувствитель-
ность ваших моделей к местным изменениям адекватна чувствительности
реальной климатической системы? В физике это доказывается прямыми на-
турными экспериментами, а здесь задача не классическая.
94
Однако <а отведенные мне 15 минут объяснить все это неспециалистам
доетагочно сложно. Поэтому замечу только, что мы пытаемся решить эту
проблему и имеем определенные успехи, хотя этим занимается очень мало
людей. Но в рамках определенных предположений о системе ее так или ина-
че решить можно.
После такого вступления я сделаю несколько комментариев к докладу
И.И. Мохова.
В проблеме отклика на изменения содержания СО2 есть две физически
разных компоненты отклика: первая - радиационная компонента, то, что
связано с радиацией, облачностью, “локальная”, а вторая - динамическая,
включающая глобальные изменения динамики атмосферы. Вопрос заклю-
чается в том, насколько существенны динамические изменения по отноше-
нию к радиационно-конвективным. Эксперименты, которые анализирова-
лись, показывают, что в интегральном температурном отклике, проинтег-
рированном по Земному шару, радиационная компонента, конечно, преоб-
ладает. Региональные же изменения так или иначе связаны с изменением ди-
намики.
Я покажу несколько слайдов1.
За последние 30 лет тренды изменения приземного давления и поверхно-
стной температуры океана. Слева картинка изменения приземного давления
за последние 30 лет. Вверху картинка изменения температуры. Видно, что
большие изменения над севером Сибири. А слева картинка приземного дав-
ления. Поскольку ветер дует вдоль изобар, то эти изменения связаны с уси-
лением зонального ветра, с выносом теплого воздуха на континент. Это со-
вершенно принципиальная вещь.
Внизу - проекция этих изменений на естественные ортогональные
функции. Видно, что 73% этих изменений связано с первой модой - так на-
зываемыми оптическими осцилляциями.
Посмотрим картинку корреляции. Пунктир - это осредненная темпера-
тура по Европе, Западной и нашей российской Европе. А эта сплошная
линия это коэффициент Фурье перед арктической осцилляцией (первой
модой). Видно, что за последние 30 лет есть колоссальная корреляция.
То есть изменения температуры над Европой связаны с флуктуациями пер-
вой арктической моды. Вот как выглядит первая мода (арктические осцил-
ляции). Это понижение давления над северной полярной областью (> 70°),
повышение в субтропиках. И, следовательно, усиливается зональный ветер,
ответственный за перенос теплого воздуха на континент.
Насколько такой тренд арктической моды связан с парниковыми газа-
ми? Ведь совершенно очевидно, что с ними связано колебание температуры
над Европой.
Согласно первой гипотезе, это все-таки связано с углекислым газом: по-
скольку мы наблюдаем сильные изменения климата, то, по-видимому, здесь
должен быть парниковый эффект. Я покажу картинку отклика на увеличе-
ние углекислого газа. Если мы возьмем все 30 моделей, участвовавших в
сравнении, то в арктической области наблюдается, то есть моделируется
минимум, но амплитуда примерно в два раза меньше, чем амплитуда наблю-
1 Рисунки, обсуждаемые в данном сообщении, автором не представлены (примеч. ред.).
95
даемых изменений. Здесь могут быть другие гипотезы, например, что это
естественная изменчивость (колебания нелинейной системы), или еще ка-
кие-то не учтенные обратные связи, через озон в нижней стратосфере и др.
Известно, что за последние 20 лет концентрация озона в нижней стратосфе-
ре уменьшилась на 10%. Сотрудники нашего института исследовали чувст-
вительность к этому эффекту и показали, что изменение концентрации озо-
на возбуждает такой же отклик, как и реально наблюдаемый, но амплитуда
его значительно меньше, чем реально наблюдаемая.
Я хочу показать еще одну картинку, связанную с докладом И.И. Мохова.
Это распределение, изменение температуры (глобально соединенного трен-
да) до высоты мезопаузы, которое было получено в наших моделях. Видно
сильное похолодание в районе мезопаузы и в стратосфере. Жирная черта -
это лидарные наблюдения во Франции. Вклад углекислого газа в похолода-
ние в атмосфере не главный, а очень существенное изменение озона, кото-
рое здесь происходит.
Вывод, о котором я с уверенностью могу говорить, заключается в следу-
ющем: глобальное изменение приземной температуры, конечно, объяснимо
влиянием концентрации углекислого газа. Такие изменения приповерхност-
ной температуры за счет изменения концентрации углекислого газа вполне
объяснимы.
Глобальные изменения динамики приводят к существенной неоднород-
ности изменения поверхностной температуры океана и суши. Сильное поте-
пление над Евразией и над Сибирью важно с точки зрения изменений веч-
ной мерзлоты. Мы также наблюдаем легкое похолодание Северной Атлан-
тики. Амплитуда этих изменений, по крайней мере в настоящее время,
не объясняется только влиянием углекислого газа. Либо здесь есть еще
вклад собственных колебаний системы, либо мы не учитываем какие-то до-
бавочные обратные связи через изменение озона в нижней стратосфере. По
крайней мере, это результаты, которые были получены в рамках нашей
группы и тех экспериментов, которые мы провели.
Теперь выскажу свое отношение к Киотскому протоколу, которое,
правда, не подкрепляется никакими цифрами. Предыдущие два докладчика
говорили в связи с Киотоким протоколом, что обсуждаемый вклад - мизер
по сравнению с тем, что будет.
Мое отношение к Киотскому протоколу существенно отрицательное.
Меня озадачило выступление Д.С. Львова на прошлом заседании: он начал
с того, что главным пунктом во всей дискуссии должна быть все-таки нацио-
нальная безопасность России, потом как-то мягко перешел к глобальным
проблемам мирового масштаба, а вывод заключался в том, что мы должны
пожертвовать чем-то ради спасения человечества.
Мое отношение к этой проблеме очень серьезное. Я хорошо понимаю,
что для климата на Земле и для России в частности все, что происходит сей-
час - очень серьезно. Если бы мы жили в нормальной ситуации, в устойчи-
вом государстве, то я бы, конечно, согласился, что надо подписывать Киот-
ский протокол, выступать единым фронтом. Но поскольку, как мне кажет-
ся, в нашем государстве вообще никакой технологической политики нет.
т.е. у нас нет ясно сформулированных целей, а самое главное - средств,
с помощью которых можно было бы достичь этих целей, то подписание
96
гаких документов, которые переложат ответственность в следующем на
каких го других людей, в принципе, конечно, недопустимо.
Это, конечно, принципиальная вещь для каждого человека, и я давно
хотел об этом высказаться, - то, что произошло с этими долгами, которые
были взяты элитой так называемой России, а платит теперь народ эти дол-
ги. И меня крайне удивило высказывание нашего президента В.В. Путина,
который заявил, что мы в прошлом году заплатили 17 миллиардов. Но я
вздрогнул от следующей фразы, что народ этого даже не заметил. Я не
знаю, кого он имел в виду, но смею вас уверить, что я это заметил. Так,
в Академии наук вышло постановление сначала, согласно которому новые
тарифные сетки вводятся с 1 января 2004 г., а затем это все было перенесе-
но на неопределенное время. Наверное, это как-то связано с этими платами.
Так или иначе, проблему Киотского протокола я рассматриваю в этом
аспекте и считаю, что мы должны быть здесь крайне и крайне ответствен-
ными и осторожными.
СТЕНОГРАММА ВЫСТУПЛЕНИЯ
АКАДЕМИКА ЕС. ГОЛИЦЫНА
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
20 февраля 2004 г.
У меня комментарии, факты, которые не были затронуты в предыдущих
выступлениях, и некий взгляд на то, что вообще, казалось бы, надо делать,
хотя бы по геофизике, хотя Юрий Антониевич тоже на этом останавливался.
Мне хочется вспомнить, что 14 лет назад в Белом Доме президент США
Дж. Буш старший, отец нынешнего президента, устраивал международное
совещание под названием “Глобальное изменения климата и экономика”.
На нем была довольно представительная советская делегация, в составе ко-
торой был первый заместитель Госплана СССР, ответственный за топлив-
но-энергетический комплекс, профессор А.Д. Троицкий. Я был взят на это
совещание в качестве научного консультанта, и мне показалось, что мне его
надо бы “просветить”. После первой фразы он мне сказал: “Ты меня не учи.
Если бы не глобальное потепление, не эти теплые зимы, в Советском Сою-
зе уже давно не хватало бы топлива на обогрев”.
Это один из примеров того, что в масштабе большой страны, на боль-
шой территории всякие мелкие изменения интегрируются и проявляются в
реальной хозяйственной деятельности.
Хочу напомнить еще другие вещи. Анализ ледовитости Северного ледо-
витого океана показывает, что она уменьшается, а лед утоньшается, есть
данные о том, что вечная мерзлота тает. Это показано и в нашей програм-
ме, которая финансировалась Миннауки. На Аляске и в Северной Канаде
все явления, связанные с деградацией вечной мерзлоты, очень сильно прояв-
ляются, уже упоминалась стратосфера и мезосфера.
Как один из примеров того, что могут дать модели, я хотел бы вспомнить
работу, которая была организована нами и Гамбургским институтом метео-
рологии, когда нам удалось воспроизвести изменение уровня Каспийского
моря. Его уровень падал в 1930-е гг. и более медленно - до 1977 г. С 1978 г.
в течение 17 лет уровень поднялся на 2,5 м. Площадь водосбора Каспия со-
ставляет около 2 млн кв. км, такие большие изменения могут отражать сов-
ременные модели. И если это так, то давно настала пора считать возмож-
ный ущерб и потери, связанные с изменениями климата. Я надеюсь, что в
рамках тех программ, которые сейчас финансируются Президиумом РАН.
такую программу мы попытаемся сделать.
Еще один пример изменений климата именно из-за антропогенных фак-
торов, который еще не упоминался: это уменьшение амплитуды суточного
оя
н годового хода температуры. Эго наблюдается и экспериментально, и от-
слеживается моделями. Объяснить тго можно только парниковым эффек-
том. благодаря которому существенная часть тепловой радиации Земли по-
етупае г обратно к поверхности Земли.
Также упоминалось об изменчивости. И в повседневной жизни важна
прежде веет изменчивость. Мне кажется, что за последние года два наши-
ми исследованиями, анализом, проведенным совместно с нашими западными
коллегами (об этом был доклад на Всемирной конференции по климату) ус-
тановлено. что вероятность как интенсивных осадков, так и безосадочных
периодов увеличивается. Иными словами, увеличивается вероятность и на-
воднений. и засух. Этому тоже надо уделять самое серьезное внимание и ста-
раться определить, каков может быть ущерб в нашей стране, тем более что
за последние несколько лет мы были свидетелями разрушительных навод-
нений на Лене, на Северном Кавказе и т.д.
Мне хотелось бы напомнить также, что Соединенные Штаты вышли из
Киотского протокола под влиянием своих корпораций, решив, что уменьше-
ние эмиссии на 7% вредно для экономики. В августе прошлого года США
объявили план своих действий помимо IPCC, пересмотрели национальную
программу исследований климата и вообще, план своих действий. Они за
этот период планируют уменьшать эмиссию не на 7%, а меньше. По разным
оценкам видно, что они в действительности могут уменьшить эмиссию более,
чем на 4,5%.
В журнале американского Геофизического союза “ЭОС” отмечается,
что на работы, связанные с климатом (в том числе на дорогостоящие наблю-
дения со спутников), в 2002 г. США истратили 4,5 млрд долларов. Програм-
ма исследований нацеливается на оценку ущерба, на разработку мероприя-
тий, связанных с его уменьшением.
Неделю назад я вернулся из США, где общался с разными деятелями.
Маленький, но интересный пример. Одним из факторов антропогенного
воздействия климата является увеличение концентрации различных аэрозо-
лей в атмосфере. Министерство энергетики США, которое является одним
из видных спонсоров, вводит программу исследований по аэрозолям, оказы-
вающим целый ряд эффектов на климатическую систему. Предложено изу-
чать прямой эффект, т.е. увеличение отражения солнечной радиации, в том
числе из-за косвенного влияния аэрозолей на увеличение числа ядер кон-
денсации облачных частиц и изменение облачного покрова. Размеры про-
граммы -10 млн долларов, что для этой страны, конечно, не так уж много,
но все-таки. В частности, нас приглашают подавать заявки.
Что в этой ситуации, казалось бы, нужно делать?
Нужно начать рассматривать региональный ущерб и в нашей стране.
Нужно начать реальные экономические расчеты. Казалось бы, нам тоже
нужна национальная программа исследования климата. И с моей точки зрения
(да это всем совершенно очевидно), нужно смотреть не только на экономику
напрямую, но и привлекать наших политических деятелей к разработке воз-
можных сценариев того, что будет с нашей страной, если мировое сообщест-
во будет пытаться справиться с этой проблемой изменения климата.
Сейчас Россия тратит на единицу валового внутреннего продукта энер-
гии в 3-4 раза больше, чем страны Западной Европы и США, на порядок
99
больше, чем Япония. Если мы хотим быть конкурентноспособными на гло-
бальном уровне, то должны снижать эти затраты и тем самым снижать
эмиссии даже безотносительно Киотского протокола. Для нас это просто
экономическая необходимость.
Конечно, цифры Киотского протокола, которые приведут к некоторому
замедлению роста содержания СО2 в атмосфере (по данным проф. Болина,
в ближайшие 10 лет рост составит 20 ppm, а при соблюдении требований
Киотского протокола - 18 ppm), будут совершенно не заметны на фоне естест-
венных колебаний климатической системы. Но это первый шаг, и тут долж-
но быть слово экономистов, международников и т.п. А для реальной борь-
бы с изменением климата эмиссию парниковых газов к середине XXI в.
нужно сократить по крайней мере вдвое.
О.Г. Сорохтин
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
АДИАБАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА
4 марта 2004 г.
Идея о разогреве земной атмосферы парниковыми газами впервые бы-
ла высказана в конце XIX столетия известным шведским ученым С. Арре-
ниусом (Arrhenius, 1896) и с тех пор, как очевидная, принимается на веру,
практически без проверки (Будыко, 1997; Глобальное потепление, 1993;
Парниковый эффект..., 1989; Хромов, Петросянц, 1994). Эта точка зрения и
сейчас полностью доминирует в заключениях Межправительственной груп-
пы экспертов по изменению климата (МГЭИК), организаций ГРИНПИС,
Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Всемирной метеорологи-
ческой организации (ВМО), а также в выводах российских экологических и
научных организаций. Эта же точка зрения была полностью поддержана
решениями Международных экологических конгрессов в Рио-де-Жанейро
в 1992 г. и в Киото в 1997 г. Согласно прогнозам сторонников этих идей,
к 2100 г. потепление климата может достигнуть 2,5-5 °C, а вызванное этим
потеплением повышение уровня океана - 0,6-1 м, что уже может вызвать
определенные проблемы для ряда густонаселенных приморских районов,
а также для газо- и нефтедобывающих производств в низменных зонах
большей части побережий севера России. Прогнозируются и другие губи-
тельные для природы последствия глобального потепления (расширение
пустынь, исчезновение вечной мерзлоты, эрозия почв и т.д.).
Опасения аналогичных катастрофических явлений, давление экологиче-
ских организаций, а часто и просто спекуляции на эту тему заставляют пра-
вительства развитых стран выделять огромные средства на борьбу с послед-
ствиями потепления климата, якобы связанного с антропогенными выброса-
ми в атмосферу “парниковых газов”. Насколько оправданы эти расходы?
Не ведем ли мы борьбу с “ветряными мельницами”?
При ближайшем знакомстве с проблемой оказалось, что теории парни-
кового эффекта как таковой до 1990-х гг. вообще не существовало, и все
расчеты влияния концентрации СО2 и других парниковых газов на климат
Земли проводили по разным интуитивным моделям с введением в них мно-
гочисленных и не всегда устойчивых параметров (Парниковый эффект...,
1989). При этом существующие неопределенности в оценках тех или иных
параметров принятой модели (а их насчитывается не менее 30), фактически
101
делают решение самой задачи некорректным. По этой причине рассмотре-
ние природы парникового эффекта мы решили провести с наиболее об-
щих позиций, используя синергетический подход (Хакен, 1980; 1995). Дей-
ствительно. атмосфера представляет собой яркий пример открытой дисси-
пативной (рассеивающей энергию) системы, описываемой нелинейными
уравнениями математической физики. Эти два обстоятельства позволяют
надеяться, что в атмосфере возможна самоорганизация физических полей
и формирование в ней устойчивых термодинамических структур в масшта-
бах пространства и времени, определяемых параметрами процесса. При
таком подходе можно пользоваться только наиболее значимыми и досто-
верно установленными параметрами среды и определяющими характери-
стиками управляющего процесса. Например, можно учитывать только
такие параметры, как масса атмосферы, ее теплоемкость, осредненное
значение энергии приходящего на поверхность Земли солнечного излуче-
ния, а также принимать во внимание существование сильной отрицатель-
ной обратной связи между альбедо планеты и ее осредненной приземной
температурой. При этом, правда, теряется локальная детальность описания
парникового эффекта, поскольку модель первого приближения оказывает-
ся одномерной и осредненной по всей Земле.
Однако в некоторых случаях такой подход обладает определенными
преимуществами, поскольку позволяет получать аналитическое и однознач-
ное решение таких глобальных проблем, как. например, определение влия-
ния состава атмосферы на суммарную величину ее парникового эффекта
(для всей Земли в целом). Кроме того, надо иметь в виду, что в одномерную
модель можно включать дополнительные и локальные параметры, напри-
мер, широту местности, приток дополнительного тепла с потоками воздуш-
ных масс (циклонами), альбедо снежного покрова и т.д. Таким путем можно
построить трехмерную и даже четырехмерную (четвертое измерение - вре-
мя) модель парникового эффекта. При этом мы постараемся показать, что
главными факторами, ответственными за возникновение комфортных кли-
матических условий на Земле, являются величина солнечной радиации,
а также состав, давление и теплоемкость земной атмосферы.
ОСНОВЫ АДИАБАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ
ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА
По определению, парниковым эффектом АТ называется разность меж-
ду средней температурой поверхности планеты Ts и ее радиационной (эффе-
ктивной) температурой Те, под которой эта планета видна из космоса
&T=TS-Te	0)
Средняя температура по всей Земле в целом приблизительно равна
288 К или +15 °C, а ее эффективная температура определяется формулой
где о = 5,67-К)-5 эрг/см2-с-К4 — постоянная Стефана - Больцмана; 5 - сол-
нечная постоянная на удалении планеты от Солнца (для Земли
102
S «1,367-10*» эрг/см2-с); A - альбедо или отражательная способность планеты,
в основном регулируемая ее облачным покровом (у Земли А — 0,3). Для
Земли Г,. = 255 К или -18 °C, следовательно, парниковый эффект на Земле
сейчас равен +33 °C.
Согласно приведенному определению, парниковый эффект является
вполне реальной категорией, хотя сам термин и неудачен, а физически про-
сто неверен. Считается, что атмосфера, содержащая так называемые “пар-
никовые газы”, слабо поглощает солнечную коротковолновую радиацию,
которая в большей части достигает земной поверхности, но задерживает
длинноволновое (тепловое) излучение, идущее от поверхности, тем самым
значительно уменьшая теплоотдачу Земли в космическое пространство.
Это и принимается за главную причину повышения температуры атмосфер-
ного воздуха, и чем выше концентрация в воздухе упомянутых “парниковых
газов”, поглощающих инфракрасное (тепловое) излучение, тем, как счита-
ется, большим оказывается прогрев атмосферы. Свое название эффект
разогрева атмосферы под влиянием поглощения парниковыми газами теп-
лового излучения, идущего от поверхности Земли (greenhouse effect), полу-
чил по аналогии с теплицами (greenhouse), перекрытыми стеклянными кры-
шами, поскольку стекло тоже легко пропускает видимый спектр солнечно-
го излучения, но задерживает инфракрасное излучение. Однако главный
эффект всех теплиц и парников такого типа в другом - в изоляции заполня-
ющего их воздуха от его конвективного перемешивания с наружным воз-
духом.
Поскольку Земля обладает сравнительно плотной атмосферой, то
в нижнем и наиболее плотном ее слое - в тропосфере, толщина которой
около 12 км, перенос тепла происходит в основном благодаря конвективным
движениям воздушных масс, а не только радиационным путем, как это пред-
ставляют себе сторонники “классического” подхода к парниковому эффек-
ту. Действительно, в плотной тропосфере (с давлением более 0,2 атм) всегда
доминирует вынос тепла воздушными потоками, т.е. путем конвективного
массообмена воздуха, при котором его теплые массы расширяются и подни-
маются вверх, а холодные, наоборот, сжимаются и опускаются вниз. Радиа-
ционный перенос тепла доминирует только в разреженных слоях атмосфе-
ры, начиная со стратосферы. Отсюда следует главный вывод, что среднее
распределение температуры в толще тропосферы должно быть близким к
адиабатическому распределению, т.е. учитывающим расширение и охлаж-
дение воздуха при его подъеме, и сжатие и разогрев при опускании. Из это-
го вовсе не следует, что конкретное распределение температуры в конкрет-
ный момент времени обязательно должно быть адиабатическим. Здесь име-
ются в виду лишь среднее распределение за промежуток времени порядка
месяца.
Регулируется процесс адиабатического распределения температуры дав-
лением атмосферы р, а также эффективной теплоемкостью воздуха, учиты-
вающей его дополнительный разогрев за счет поглощения “парниковыми”
газами инфракрасного (теплового) излучения земной поверхности и выделе-
ния тепла при конденсации влаги в тропосфере. Напомним, что при адиаба-
тическом процессе температура газа, выраженная в градусах Кельвина (К),
всегда оказывается пропорциональной давлению газа р в степени показате-
103
Тьь
ТРОПОСФЕРА
T - Са • ра
Ts = h^ThbP^
АЛЬБЕДО
Рис. 1. Блок-схема преобразования температуры в тропосфере
ля адиабаты а, зависящего от эффективной теплоемкости газовой смеси ат-
мосферы (Ландау, Лифшиц, 1979):
(3)
где а = (у - 1)/у, у = cp/cv; ср и cv- теплоемкость газа при постоянном дав-
лении и постоянном объеме соответственно.
Для всех трехатомных газов (СО2 и Н2О) у = 1,3 и а = 0,2308, а для двух-
атомных газов (N2 и О2) у = 1,4 и а = 0,2857; С - постоянная. При конденса-
ции паров воды во влажной тропосфере происходит выделение тепла и по-
вышение температуры • воздуха. Это приводит к изменению значения пока-
зателя адиабаты а. Например, среднее значение этого параметра для влаж-
ной тропосферы Земли равно а = 0,1905 (Сорохтин, 2001), тогда как для
сухого воздуха а = 0,2846.
Важно отметить, что повышение приземной температуры усиливает
испарение влаги и увеличивает облачность Земли, а это, в свою очередь,
повышает альбедо планеты и отражательную способность земной атмо-
сферы. В результате увеличивается отражение солнечного тепла от обла-
ков в космос, а поступление тепла на Землю сокращается, и средняя тем-
пература земной поверхности вновь снижается до прежнего уровня
(рис. 1). При этом надо учитывать, что любая отрицательная обратная
связь в системе приводит к линейной зависимости реакции на выходе сис-
темы от воздействия на ее входе. Это свойство систем с отрицательными
обратными связями универсально (Фельдбаум, 1948) и проявляется вне за-
висимости от природы самих систем, будь то атмосфера планеты, элек-
тронный усилитель или центробежный регулятор Уатта в паровых ма-
шинах.
В нашем случае входным сигналом является температура, характе-
ризующая собой солнечное излучение на расстоянии Земли от Солнца.
Для Земли эта температура, называемая температурой “абсолютно чер-
ного тела”, равна Тьь = 278,8 К = +5,6 °C. Отсюда следует вывод, что сред-
няя приземная температура Ts линейно зависит от температуры, характе-
ризующей солнечное излучение. Этих двух условий достаточно для одно-
704
шлчного определения средней температуры на любом уровне земной тро-
,,лфе,’Ь1:	7 = 0“  Г,„,  />.	(4)
где 6 - масштабный множитель. Если измерения проводить в фи шческих ат-
мосферах, то для Земли b = 1,186 атм-1.
Поскольку средняя поверхностная температура Земли равна 288 К, то из
выражения (3) непосредственно следует, что средняя температура на любом
уровне земной тропосферы (при р > 0,2 атм), в том числе и на поверхности,
будет определяться простой зависимостью
/ \ а
7' = 288-|—| ,	(5)
\Ро/
где р0 = (ps)q = 1 атм - современное значение давления атмосферы на уровне
моря (здесь и далее индексом “0” отмечаются современные значения пара-
метров земной атмосферы).
Полученное выражение (4) можно использовать и для других планет.
Для этого только необходимо подставить в него зависимость Стефа-
на-Больцмана:
(6)
Тогда для любой планеты с плотной атмосферой получим
(7)
Помимо приведенного в выражении (3) определения показателя адиаба-
ты а, можно дать и другое определение этого же параметра. Если тепло-
емкость газов ср выражать в кал/гтрад, а газовую постоянную
R = 1,987 кал/моль • град, то зависимость показателя адиабаты а от состава
и влажности атмосферы легко находится по известной формуле
а--------------- (8)
H(cp+Cw+Cr)
Pn2 'Ср(^г) + Ро2	+ Рсо2 'ср(СО2) + Рдг ~Ср(Аг)
(9)
где р = 29 - мольный вес воздуха; pN =0,7649; рОг =0,2345; рСОг = 0,00046;
рм = 0,01297 бар парциальные давления азота, кислорода, углекислого газа
и аргона по данным (Войткевич и др., 1990); р = 1,013 бар - суммарное
давление атмосферы; cp(N2) = 0,248; ср(О2) = 0,218; с;,(СО2) = 0,197;
Ср(Аг) = 0,124 кал/г • град - теплоемкости азота, кислорода, углекислого газа
и аргона при постоянном давлении (Наумов и др., 1971); Cw + Сг - поправоч-
ные коэффициенты с размерностью теплоемкости, учитывающие суммарный
тепловой эффект процессов конденсации влаги Cw (во влажной атмосфере)
и поглощения теплового излучения Земли и Солнца Сг. Откуда для сухого
воздуха земной атмосферы ср = 0,2394 кал/г • град. Для планет с атмосфе-
рами другой природы под этими параметрами следует понимать характе-
ра?
ристику любых теплофизических или химических процессов, приводящих
к выделению или поглощению (при Cw + Сг < 0) тепла в недрах тропо-
сферы.
Проверку адиабатической теории парникового эффекта проведем путем
сравнения теоретических распределений температуры в тропосферах Земли
и Венеры с их экспериментальными распределениями. Однако для этого
предварительно необходимо найти значения показателей адиабаты в атмо-
сферах Земли и Венеры. Для этого подставим в выражение (7) параметры
атмосферы Земли: 50 = 1,37 • 106 эрг/см2 • с; (Tbfc)0 = 278,8 К; (Ts)q = 288 К;
Ро = 1 атм. Для нахождения значения показателя адиабаты а и коэффици-
ента b вначале по выражению (4) для приземной температуры находим
Ьа = 1,033, затем по значениям температуры и давления на некотором
промежуточном уровне, например, на высоте 5 км: Т5 км = 255,5 К и
= 0,5333 атм и по выражению (7) находим а = 0,1905 и b = 1,186 атм-'.
Как видно из данных табл. 1, расчеты по уравнению (7) совпадают с распре-
Таблица1
Распределение температуры в земной тропосфере по модели стандартной атмосферы
и по теоретическим расчетам (по выражению 7) (Бачинский и др., 1951)
Модель стандартной атмосферы				Теоретический расчет (8)			
h, км	р, мм рт. ст.	Г, °C	Г, К	Слои атмо- сферы	р, атм.	г, к	Г °C
0,0	760,00	15,00	288,00		1,00	288,00	15,00
0,5	716,01	11,75	284,75		0,9421	284,75	11,77
1,0	674,11	8,50	281,50		0,8870	281,50	8,50
1,5	634,21	5,25	278,25		0,8345	278,24	5,24
2,0	596,26	2,00	275,00		0,7846	275,00	2,00
2,5	560,16	-1,25	271,75		0,7371	271,74	-1.26
3,0	525,87	—4,50	268,50		0,6919	268,49	-4.51
3,5	493,30	-7,75	265,25		0,6491	265,24	-7,76
4,0	462,40	-11,00	262,00		0,6084	262,00	-11,00
4,5	433,10	-14,25	258,75		0,5699	258,75	-14,25
5,0	405,33	-17,50	255,50		0,5333	255,49	-17,51
				Тропосфера			
5,5	379,04	-20,75	252,25		0,4987	252,25	-20,75
6,0	354,16	-24,00	249,00		0,4660	249,01	-23,99
6,5	330,72	-27,25	245,75		0,4345	245,71	-27,29
7,0	308,52	-30,50	242,50		0,4059	242,55	-30.45
7,5	287,55	-33,75	239,25		0,3784 -	239,33	-33,67
8,0	267,79	-37,00	236,00		0,3524	236,10	-36.90
8,5	249,16	-40,25	232,75		0,3278	232,87	-40.13
9,0	231,62	-43,50	229,50		0,3048	229,67	-43.33
9,5	215,09	-46,75	226,25		0,2830	226.44	-46.56
10,0	199,60	-50,00	223,00		0,2626	223.24	-49.76
10,5	185,01	-53,25	219,75		0,2434	220.03	-52.97
11,0	171,34	-56,50	216,50		0,2254	216.84	-56.16
				Тропопауза			
11,5	160,11	-56,50	216,50		0,2107	214,07	-58.93
12,0	149,64	-56,50	216,50		0,1969	211.32	-61.68
106
Рис. 2. Распределение экспериментально определенных температур в тропосфере и страто-
сфере Земли (кривая 4) и в тропосфере Венеры (7 и 2) (Планета Венера, 1989) в сопоставле-
нии с теоретическими распределениями (5 и 5), построенными по адиабатической теории пар-
никового эффекта
Температура показана в абсолютных (физических) градусах Кельвина
делением температуры в модели тропосферы стандартной атмосферы Зем-
ли (Бачинский и др., 1951) с точностью около 0,1%. Напомним, что стан-
дартная модель земной атмосферы по сути своей является осредненной по
всей Земле зависимостью температуры и давления от высоты над уровнем
моря. Эту модель тропосферы с градиентом 6,5 К/км обычно используют
для настройки авиационных альтиметров и тарирования барометров, пред-
назначенных для наземных наблюдений.
Таким образом, приведенный расчет показывает, что средняя темпера-
тура на любом уровне достаточно плотной планетной тропосферы (с давле-
нием выше 0,2 атм) однозначно определяется интенсивностью солнечного
излучения, атмосферным давлением на этом уровне и эффективной тепло-
емкостью воздуха, учитывающей дополнительный прогрев тропосферы
благодаря поглощению тепла парниковыми газами и выделение тепла при
конденсации влаги в тропосфере.
Значительно более жесткой проверкой универсальности выведенных за-
кономерностей является расчет распределения температуры в плотной угле-
кислотной тропосфере Венеры по заданному давлению и составу ее атмо-
сферы. Для атмосферы Венеры: р, = 90,9 атм; Ts = 735,3 К и
5 = 2,62 • 106 эрг/см2 • с (Маров, 1986; Планета Венера, 1989). Тогда аналогич-
ным методом для Венеры, с учетом, что на высоте 30 км Ti0 = 496,9 К
и р30км = 9,458 атм, находим: а = 0,173 и b = 1,167 атм-1. Однако наилучшее
совпадение теоретической кривой с эмпирическими получается при зна-
чении параметра Ь, как и у Земли, b = 1,186 атм-1. Результаты проверки,
проведенной по выражению (7), приведены в табл. 1 и 2 и показаны на
рис. 2.
Как видно из табл. 2 и рис. 2, теоретическое распределение температу-
ры в тропосфере Венеры неплохо совпало с ее эмпирическими измерения-
ми, приведенными в книге “Планета Венера” (1989), несмотря даже на то,
что в уравнении (7) используются параметры Земли. Совпадение до высоты
107
Таблица 2
Эмпирические температуры тропосферы Венеры и расчет по выражению (7)
Эмпирические данные (Планета Венера, 1989)					Теоретический расчет		
Л, км	т, к	р» бар	Т, К	Р, бар J1	Л, км	р, атм	ГК
0	735,3	92,10			0	90,92	735,5
1	727,7	86,45			1	85,34	727,5
2	720,2	81,09			2	80,05	719,5
3	712,4	76,01			3	75,03	711,5
4	704,6	71,20			4	70,29	703,5
5	696,8	66,65			5	65,79	695,6
6	688,8	62,35			6	61,55	687,6
7	681,1	58,28			7	57,53	679,6
8	673,6	54,44			8	53,74	671,7
9	665,8	50,81			9	50,16	663,7
10	658,2	47,39			10	46,78	655,8
12	643,2	41,12			12	40,59	639,9
14	628,1	35,57			14	35,11	624,1
16	613,3	30,66			16	30,27	608,3
18	597,1	26,33			18	25,99	592,5
20	580,7	22,52			20	22.23	576,7
22	564,3	19,17			22	18.92	560,9
24	547,5	16,25			24	16.04	545,2
26	530,7	13,70			26	13.52	529,3
28	513,8	11,49			28	11,34	513,5
30	496,9	9.581			1 30	9,458	497,6
	Широта измерения 0-30°			Широта ния 75	измере-	Теоретический рас чет	
					33		
33	471,7	7,211	471,7	7,211	36	7,118	473,8
36	448,0	5,346	446,5	5,345	39	5,277	450,0
39	425,1	3,903	420,5	3,894	42	3,848	426,1
42	403,5	2,802	394,5	2,78	45	2,755	402,2
45	385,4	1,979	368,7	1,941	48	1,935	378.4
48	366,4	1,375	343,5	1,321	51	1,331	354.7
51	342,0	0,9347	318,5	0,8741	54	0,8905	331.0
54	312,8	0,6160	290,0	0,5582	57	0,5796	.307.3
57	282,5	0,3891	258,2	0,3392	60	0,3595	283.0
60	262,8	0,2357	237,5	0,1948		0,2125	258.4
1 пя
40 км происходит с точностью около 0,5 -1,0%, а выше, до 60 км, теоретиче-
ские температуры располагаются между двумя рядами эмпирических дан-
ных. Ь'ще выше, при р < 0,2 атм, в атмосфере Венеры начинается тропопау-
<а и рассматриваемая здесь теория перестает работать. Такое совпадение
нельзя считать случайным: скорее всего, оно убедительно свидетельствует
о справедливости рассматриваемой здесь теории.
Из приведенных сравнений следует, что средняя поверхностная темпера-
тура планеты однозначно определяется солнечной постоянной, массой (дав-
лением) атмосферы и теплоемкостью ее газового состава.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ
И ПОГЛОЩАЮЩИХ СВОЙСТВ ВОЗДУХА
Убедившись в справедливости адиабатической теории парникового
эффекта на примерах сравнения теоретических распределений температу-
ры с реальными (но осредненными) распределениями температуры в тро-
посферах Земли и Венеры, можно выполнить и ряд прогнозных расчетов.
Так, рассматриваемая модель позволяет оценить и доли участия всех со-
ставляющих переноса тепла в общем процессе регулировки температуры
тропосферы. По характеристическим температурам земной тропосферы,
ее радиационной Те = 255 К и средней приземной температуре Ts = 288 К
удается определить поправочные члены к теплоемкости сухой и не погло-
щающей инфракрасное излучение атмосферы, учитывающие радиацион-
ный (Сг) и влаго-конденсационный (Си,) перенос тепла в тропосфере
(Сорохтин, 2001). Пусть Qa - эффективный тепловой запас атмосферы,
та - ее эффективная масса, тогда радиационная составляющая теплоемко-
сти атмосферы Сг выразится через радиационную температуру Те простым
соотношением
(Ю)
С = -^-
ma'
Аналогично этому, можно считать, что дополнительный разогрев атмо-
сферы от радиационной температуры планеты до ее средней поверхностной
температуры Ts характеризуется суммарной теплоемкостью:
а
р ’ w
(И)
Откуда можно записать:
или, учитывая выражение (8), получим
(12)
(13)
(14)
109
Радиационное излучение
тепла в стратосферу
Рис. 3. Баланс средних теплопотерь в тропосфере Земли
Подставляя теперь в соотношения (13) и (14) приведенные выше значе-
ния параметров земной атмосферы а = 0,1905, р = 29, ср = 0,2394 кал/г • К,
Ts = 288 К и Те = 255 К, находим: С,. = 0,0412 кал/г • К, Си. = 0,0791 кал/г • К и
Сг + Си, = 0,1203 кал/г • К. Отсюда видно, что непосредственная передача
тепла от земной поверхности воздушным массам, участвующим в конвек-
тивном массообмене тропосферы, достигает приблизительно 67%, радиаци-
онная составляющая добавляет в конвективный перенос тепла 11%, а выде-
ление тепла при конденсации влаги в толще тропосферы - еще 22% (рис. 3).
Доминирование конвективной составляющей выноса тепла из тропо-
сферы объясняется самым естественным образом. Действительно, при по-
глощении парниковыми газами инфракрасного излучения его энергия пере-
ходит в колебательные процессы газовых молекул, определяющие разогрев
облученного объема газа. После этого дальнейшая передача тепла может
происходить или по диффузионному механизму передачи тепла, или по кон-
вективному механизму выноса расширившихся объемов газа. Однако коэф-
фициенты теплопроводности воздуха исключительно малы - около
5,3 • IO5 кал/см • с • град., что обеспечивает передачу тепла со скоростью от
долей до единиц см/с, тогда как скорость передачи тепла конвективным ме-
ханизмом может достигать многих метров в секунду. Аналогичная ситуация
должна наблюдаться и с разогревом воздуха при конденсации в нем влаги,
поскольку скорость конвективного выноса разогретых объемов возду-
ха всегда на много порядков превышает диффузионную скорость передачи
тепла.
Для Венеры а = 0,173, р = 43,2, ср = 0,199 кал/г • К, 7\. = 735.3 К и
Те = 228 К, тогда Сг = 0,1834, Cw = -0,1166 кал/г • К и Сч = С, + С„ = 0.0668.
Сравнительно большое значение параметра С,., определяющего собой ради-
ационную передачу тепла, по-видимому, объясняется исключительно горя
чим состоянием тропосферы Венеры. Отрицательное значение Си. означает-
что в ее толще (особенно в ее нижних и средних слоях) доминируют эндотер-
110
мнческне реакции диссоциации каких-то химических соединений, например,
серной кислоты на серный ангидрит и воду. В верхних же слоях тропосфе-
ры Венеры на высотах от 40 до 50 км и выше 60 км Cw > 0, следовательно,
здесь преобладают экзотермические реакции образования химических со-
единении и конденсации влаги.
ВОЗМОЖНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАСШИРЕНИЯ ТЕОРИИ
Описанная здесь модель парникового эффекта, по сути, является “одно-
мерной”: сама планета представляется безразмерной точкой, а единственное
измерение - это высота над ней. Такая синергетическая модель является
наиболее точной при определении глобальных характеристик тропосферы
планеты, например ее парникового эффекта, среднего распределения в ней
температуры, при нахождении средних значений радиационной или влаго-
конденсационной составляющей выделения тепла в тропосфере и т.д. Ис-
пользуя закон Ламберта освещения сферы и вводя в рассмотрение широту
местности, эту модель можно перевести в двухмерную, а вводя в нее долгот-
ную составляющую и сезонные колебания освещенности планеты - в трех-
мерную и четырехмерную модели (четвертым измерением является время).
При этом, правда, точность определения зависимости парникового эффекта
от состава атмосферы будет заметно снижаться.
В этом случае физическое определение температуры абсолютно черно-
го тела необходимо заменить понятием температуры “серого тела”:
Tgb = -^--cos<p,	(15)
где <р - широта местности.
Если теперь учесть еще существование конвективного переноса тепла в
земной тропосфере, то температуру эмитирующего Землю “серого тела”,
можно будет записать в виде:
cos <р + —
1/4
(16)
где Q - скорость переноса тепла воздушными массами, например, циклона-
ми (при этом, правда, приходится учитывать и перенос масс воздуха, могу-
щих нарушать адиабатическое распределение температуры в тропосфере,
хотя относительная энергетика таких процессов и невелика). В ночное вре-
мя при 5 = 0 помимо переноса тепла воздушными массами это может быть
скорость излучения тепла прогретой за день земной поверхностью.
Температура же земной поверхности в рассматриваемом приближении
оказывается равной
= Ьа
cosip + —
1/4
(17)
Выражение (17) позволяет определить широтную зональность значений
приземных температур Т3. Если же дано широтное распределение эмпиричв'
111
Рис. 4. Зависимость среднегодовой температуры воздуха от широты местности у земной по-
верхности
Тонкая сплошная линия - по эмпирическим данным (Хромов, Петросянц, 1994) (кроме Антарктиды
где среднегодовая температура на ее куполе, по данным автора и А.П. Капицы, достигает -60 °C); штри-
ховая линия, совпадающая с эмпирическими данными - теоретическая зависимость (17), построенная по
значениям Q, приведенным на рис. 5, горизонтальная штриховая линия - средняя температура поверхно-
сти Земли (288 К)
Рис. 5. Широтная зависимость удельной скорости выделения энергии синоптических процес-
сов в тропосфере Земли Q (среднегодовых скоростей переноса тепла воздушными потоками)
рассчитанная по условию совпадения теоретических значений приземных температур по фор-
муле (17) с эмпирическими данными
ски измеренных среднегодовых температур, то оказывается возможным оп-
ределить и среднюю удельную скорость привноса тепла воздушными масса-
ми Q на данной широте. Так, на рис. 4 приведена зависимость средней тем-
пературы воздуха у земной поверхности от географической широты (Хро-
мов, Петросянц, 1994) и совмещенное с ней теоретическое распределение Ts
при разных значениях Q, подобранных по условию наилучшего совпадения
теоретического распределения Ts с эмпирическими данными.
На рис. 5 приведен график изменений Q, соответствующий условию сов-
падения теоретической зависимости (17) с эмпирическими данными, приве-
денными на рис. 4. Как видно из этого графика скорость выделения энер-
гии пассатными ветрами достигает 5,5 • 104 эрг/см2 • с. Ближе к высоким ши-
ротам удельная скорость выделения энергии с циклонической деятельно-
стью постепенно повышается, особенно в высоких широтах. Определенно
создается впечатление, что энергия движения воздушных масс передается
из тропического пояса в бореальные и полярные зоны. Локальный же
минимум переноса энергии над Антарктидой (<р = 80° ю.ш.) объясняется вы-
соким положением поверхности купола ее ледникового покрова (около
3,5-4 км над уровнем моря) и существованием над ним устойчивых антицп-
клонических условий.
Для определения распределения суммарной интенсивности синоптиче-
ских процессов по широтам Земли, необходимо определенные выше удель-
ные значения интенсивности этих процессов умножить на площади широтных
зон Земли. На рис. 6 изображен результат таких расчетов для 10-градхсны\
широтных поясов Земли. Для сравнения на этом же рисунке в сопостави-
мом масштабе приведена осредненная широтная зависимость интенсивности
падающего на Землю солнечного излучения 5/4 • (1—А)  cos<p • 5,с.
112
Рис. 6. Широтная зависимость интенсивности сол-
нечного излучения (кривая 1) и синоптических про-
цессов в тропосфере Земли (кривая 2); 3 - среднее
значение интенсивности солнечного излучения;
4 - среднее значение интенсивности синоптических
процессов
где 5 по-прежнему солнечная
постоянная; - площадь Зем-
ли. Интенсивность солнечного
излучения, в пересчете на всю
поверхность Земли, приблизи-
тельно равна 1,11 • 1024 эрг/с;
тогда с учетом ее альбедо = 0,3
до земной поверхности доходит
около 7.76 • 1023 эрг/с. Средняя
суммарная мощность тропо-
сферных синоптических про-
цессов на Земле приблизитель-
но равна 3,79 • 1023 эрг/ • с, что
соответствует почти 50% от
мощности солнечного излуче-
ния, падающего на поверх-
ность Земли. Очевидно, что на
этом энергетическом фоне си-
ноптических процессов, выработка энергии всем человечеством оказывает-
ся пренебрежимо малой (13 • 1012 ватт = 1,3 • 1020 эрг/с). Именно поэтому
антропогенным энергетическим влиянием на глобальный климат Земли
можно смело пренебрегать. В этой же связи интересно отметить, что тепло-
запас земной атмосферы, по нашим оценкам, приблизительно равен
1,3 • Ю31 эрг, теплозапас океана — 1,6 • 1034 эрг, а количество тепловой энер-
гии в “твердой” Земле приблизительно равно 1,6 • 1038 эрг, тогда как выра-
ботка тепла всем человечеством равна всего 4.1 1027 эрг/год.
При снежном покрове с альбедо As, превышающем альбедо земной
атмосферы, приземная температура окажется равной
S-costp-i- — -ра
(18)
Для обобщения модели до трехмерного варианта необходимо ввести еще
долготный угол, а также обозначить площади океанов и континентов. Нако-
нец, четырехмерная модель потребует учета угла наклона оси вращения Зем-
ли к плоскости эклиптики, включения сезонных и суточных вариаций ос-
вещенности Земли и т.д.
Как следует из выражения (18), рассматриваемая здесь адиабатическая
теория парникового эффекта объясняет такие явления, например, как вы-
холаживание приземных слоев воздуха в ясные ночи под антициклонами, ко-
гда $ » 0, а привнес тепла S мал. Действительно, в областях антициклонов
обычно заметно замедляется конвективный массообмен воздуха, поэтому
снижается и конвективный приток тепла, но еще сохраняется излучение теп-
ла прогретой за день земной поверхностью. В результате в выражении (18)
уменьшается фактор Q и, как следствие этого (при S •• 0), снижается при-
земная температура. В зимних же условиях, когда земная поверхность по-
крыта слоем снега с высоким альбедо и ее прогрев солнечным излучением
I Возможности предотвращения...
из
Рис. 7. Сравнение построенных по выраже-
ниям (19) и (20) распределений температуры
в сухой, прозрачной (gradTcx) и влажной,
поглощающей ИК-излучение, тропосфере
Земли (grad7~Bn).
оказывается незначительным, это
явление приводит к переохлажде-
нию воздуха и наступлению “трес-
кучих морозов”. При стоянии устой-
чивых антициклонов (0-0) в та-
ких заснеженных регионах происхо-
дит общее переохлаждение тропо-
сферы, а тропопауза атмосферы
опускается почти до земной поверх-
ности. Яркими примерами такого
переохлаждения воздуха могут слу-
жить условия, возникающие в цент-
ральных районах Антарктиды, чему
неоднократно был свидетелем и ав-
тор данной статьи, а также зимой в
Якутии и Верхоянье. Но как только
антициклонический режим в тропо-
сфере сменяется циклонической дея-
тельностью, восстанавливается конвективное перемешивание воздушных
масс, происходит потепление и в среднем вновь приблизительно восстанавли-
вается рассмотренное здесь адиабатическое распределение температуры.
В летнее время в таких антициклонических областях с сухим воздухом, наобо-
рот, происходит перегрев приземных слоев тропосферы приблизительно на
4-5 °C и выше, со всеми симптомами засухи, что часто случается, например,
в заволжских степях (рис. 7). Как видно из сравнения кривых, при прочих рав-
ных условиях приземная температура влажной и поглощающей тропосферы
всегда оказывается ниже поверхностной температуры сухой и прозрачной ат-
мосферы (в приведенном примере эта разность температур достигает 4,7 °C).
Таким образом, рассматриваемая модель может позволить получать и
локальные климатические характеристики планеты, для чего в нее следует
вводить альбедо земной поверхности, привнос тепла циклонами и влажность
тропосферы.
НЕКОТОРЫЕ ПРОГНОЗНЫЕ ОЦЕНКИ
По выражению (6) можно построить распределение температуры и оп-
ределить ее градиент в абсолютно сухой и полностью прозрачной тропосфе-
ре Земли. В этом случае Cw + Сг = 0, и по выражениям (8) и (9) находим
срсх = 0,2394 кал/г • К - 1,0023 • 107 эрг/г • К и а = 0,286. Тогда градиент тем-
пературы сухой тропосферы (в К/км), очевидно, будет равен
gradTcx = — » 9,8 К/км,	(19)
ср
где g = 981 см/с2 — ускорение силы тяжести Земли. Для влажной и поглощЭ'
ющей тепло земной тропосферы
gradTBn------£-------6,5 К/км,	(20)
СР + Q + Сг
114
Температура, К
Рис. 8. Осредненные распределения темпе-
ратуры в земной тропосфере
/ - для модели стандартной земной атмосфе-
ры с азотно-кислородной воздушной смесью;
2 - для модели земной атмосферы с углекислот-
ным составом воздуха (остальные параметры та-
кие же. как и в стандартно!! модели 1)
где *•<', - дополнительный вклад в
эффективную теплоемкость воздуха
процессов конденсации влаги и по-
глощения тецдового излучения Зем-
ли и Солнца, находимый по выраже-
ниям (14) и (13). Заметим попутно,
что расчет градиента температуры
во влажной и поглощающей ИК-из-
лучение атмосфере по формуле (20)
косвенно подтверждает и справедли-
вость определений С„. и С,., выпол-
ненных по выражениям (11)—(14).
Результаты расчета приведены
на рис. 7. Как видно из этого рисунка,
при равных давлениях приземная
температура сухой и прозрачной тро-
посферы всегда оказывается не-
сколько выше температуры влажной
и поглощающей тепло тропосферы
(для сухой, но поглощающей ИК из-
лучение тропосферы градиент температуры оказывается несколько мень-
шим - около 8,1 К/км). В нашем примере средняя разность температур дос-
тигает +4,7 °C. Этим явлением, по-видимому, следует объяснять повышен-
ные температуры приземных слоев воздуха и засухи в пустынях аридных поя-
сов Земли, а также тех регионов, куда вместе с антициклонами внедря-
ются сухие массы воздуха из таких аридных поясов, например, в степях
Заволжья.
Интересно теперь рассмотреть влияние так называемых “парниковых”
газов на температурные режимы тропосферы. Так, при мысленной замене
азотао-кислородной атмосферы Земли на углекислотную, но с тем же дав-
лением 1 атм средняя приземная температура понижается (а не повышает-
ся, как это принято думать) приблизительно на 2,4 °C. Как видно из рис. 8,
при этом снижается и температура во всей толще тропосферы.
Аналогично этому при мысленной замене углекислотной атмосферы
Венеры на азотно-кислородную, но при том же давлении 90,9 атм, ее по-
верхностная температура повышается с 735 до 930 К (с 462 до 658 °C).
Отсюда видно, что насыщение атмосферы углекислым газом, несмотря на
поглощение им теплового излучения, при прочих равных условиях всегда
приводит не к повышению, а только к понижению парникового эффекта и
средней температуры во всей толще планеты. Объясняется это явление
просто: мольный вес углекислого газа в 1,5 раза выше, а его теплоемкость
приблизительно в 1,2 раза ниже, чем у земного воздуха. В результате, как
это следует из уравнения (8), показатель адиабаты для углекислотной
атмосферы а(СО2) = 0,1423 при прочих равных условиях оказывается при-
близительно в 1,34 раза меньшим, чем для влажного воздуха азотно-кисло-
родного состава a(N2 +• О2). Дополнительное увеличение поглощения теп-
ла углекислым газом приводит к возрастанию поправочного коэффиттиен-
та С, и, следовательно, к дополнительному уменьшению показателя адия-
115
баты ct(CO2). а это. в свою очередь, ведет к дополнительному снижению
температуры.
Аналогичная ситуация должна наблюдаться и с насыщением атмосферы
метаном. Действительно, стоящее в знаменателе выражения (8) произведе-
ние - р • для сухого воздуха равно 6,94, для метана - 8,45 и для углекисло-
го газа - 8,67, откуда находим: а(воздуха) > а(СН4) > а(СО2), следовательно,
наибольшее похолодание должно происходить при накоплении в атмосфере
углекислого газа; несколько меньшее - при накоплении метана.
Как отмечалось выше, физически этот парадокс объясняется тем, что
поглощение парниковыми газами ИК-излучения разогревает воздушные
массы, после чего передача тепла в них может происходить уже диффузион-
ным путем со скоростью не более нескольких сантиметров в секунду, тогда
как конвективный вынос тепла при тех же перепадах температуры всегда
происходит с существенно большей скоростью движения воздушных масс
(могущей достигать даже многих метров в секунду). Именно поэтому в тро-
посфере всегда доминирует конвективный вынос тепла, а радиогенная
составляющая занимает подчиненное положение (см. рис. 3).
Таким образом, вынос тепла из тропосферы в основном происходит бла-
годаря конвекции, действующей значительно эффективнее, чем радиацион-
ный механизм переноса тепла. При этом конвективный вынос тепла проис-
ходит вплоть до низов стратосферы, где его избытки теряются уже с радиа-
ционным излучением. Отсюда становится понятным, что с увеличением
концентрации углекислого газа и поглощения им теплового излучения кон-
вективный массообмен воздуха, выносящий это тепло за пределы тропосфе-
ры, возрастает в еще большей степени. Не исключено поэтому, что наблю-
даемая в последние годы интенсификация синоптических процессов
в тропосфере может быть связана и с накоплением в ней антропогенного уг-
лекислого газа.
В этой связи подчеркнем еще раз, что насыщение атмосферы углекис-
лым газом или метаном может приводить только к ускорению конвективно-
го массообмена в тропосфере и к похолоданию, но не к увеличению ее сред-
ней температуры и потеплению климата. Кроме того, при постоянной мас-
се атмосферы суммарная теплоемкость углекислотной атмосферы всегда
оказывается меньшей, чем теплоемкость азотно-кислородной, а из-за того,
что плотность углекислого газа выше, чем плотность земного воздуха, угле-
кислотная атмосфера оказывается более тонкой и хуже сохраняет тепло на
поверхности планеты, чем более толстый слой азотно-кислородной атмо-
сферы, обладающий к тому же и большей теплоемкостью.
Таким образом, на поверку выходит, что общепринятые представления
о потеплении климата при накоплении в атмосфере СО2 и других “парнико-
вых газов” являются мифом, в действительности же накопление СО2. при
прочих равных условиях может приводить только к похолоданию климата.
Рассмотрим теперь распределение температуры в облачной тропосфере-
В этом случае ниже облачного покрова оно должно определяться адиабатой
влажного воздуха, а выше - адиабатой сухого воздуха. В толще самого *е
облачного покрова распределение температуры должно зависеть от тепла,
выделяемого процессом конденсации влаги. Среднюю массу влаги в атмо-
сфере mw легко определить по найденной выше зависимости (14) и средней
116
Температура, К
Рис. 9. Распределение температуры в земной тропосфере с облачным покровом, располож
ном на высотах от 1 до 2,5 км
I - распределение температуры в поглощающей тепловое излучение и влажной тропосф
(gradTejj - 6,5 °С/км); 2 - распределение температуры в сухой, но поглощающей тепловое излучение т
посфере (gradTcx - 8,1 °С/км); 3 - теоретическое распределение температуры в тропосф-
с облачным покровом (за точку росы принята температура « О °C)
теплоемкости атмосферной влаги Си, = 0,0791 кал/г • К. Учитывая, что тепт.
емкость одного грамма пара равна 0,49 кал/К, находим содержание влаги н
1 см2 площади Земли: mw = 0,49/0,0791 « 6,2 г/см2, тогда содержание влап
приземных слоях атмосферы С(Н2О) приблизительно равно 0,62%. Теплое
кость влажного и поглощающего тепло воздуха равна: (Си)2 = ср + Cw + С,
= 0,2394 + 0,0791 + 0,0412 = 0,3597 кал/г • К, тогда как суммарная теплое
кость сухого, но поглощающего ИК излучение, воздуха равна (С,.)2 = ср + С
0,2394 +0,0412 = 0,2806 кал/г • К. Примем для определенности, что облачш
покров простирается в высоту от 1 до 2,5 км; тогда удельная масса возду
в нем приблизительно равна разности давлений на его границах Мс1 - Др
= 887 - 737,1 = 149,9 г/см2 (см. табл. 1), а масса влаги в облачном слое (/nw)c
= 149,9 • 0,0062/2 == 0,465 г/см2. Учитывая теперь, что внутренняя теплота кс
денсации влаги q = 595,8 кал/г, находим средний разогрев воздуха в облачш
слое
ДТ =	ю 5 14 °с.	(2
4/-(cjs
Результат расчета распределения температуры в тропосфере с обла
ным покровом приведен на рис. 9. Интересно отметить, что таким путем
случае облачного покрова могут, вероятно, возникать инверсии температ
ры воздуха и без горизонтального переноса воздушных масс.
О ВЛИЯНИИ АНТРОПОГЕННОГО ФАКТОРА
И СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА КЛИМАТ ЗЕМЛИ
Интересно теперь рассмотреть и влияние антропогенного выброса угл
кислого газа в атмосферу на климат Земли. По разным оценкам, в насто
щее время за счет сжигания природного топлива в атмосферу ежегодно пост
пает около 5-7 млрд т углекислого газа или 1,4-1,9 млрд т чистого углерод
Это колоссальное количество углерода не только влияет на состав ее газовс
смеси и снижение показателя адиабаты, но и несколько увеличивает общ«
давление атмосферы. Оба этих фактора действуют в противоположнь:
117
направлениях, в результате средняя температура земной поверхности меня-
ется очень мало. Из выражения (4), с учетом, что /у, « 1 атм, находим:
dTs ~ Ь" • Ты>  1пЛ • da + bu  Thh  а  dp,	(22)
где, по-прежнему. Тьь = 278,8 К; Л « 1,186 атм-1; а = 0,1905. Так например,
при двукратном увеличении концентрации углекислого газа в земной атмо-
сфере (с 0,035 до 0,07 объемных процентов), которое ожидается к 2100 г.,
увеличение давления dp достигнет 0,15 мбар. Судя по выражениям (8) и (9),
da = -4 • КН1. Оба эти фактора противоположны по воздействию, но доми-
нирует первый из них. По уравнению (22) находим dTs =* +7,8 • 10--3 К. Прак-
тически же оказывается, что выбросы углекислого газа в атмосферу замет-
но не сказываются на парниковом эффекте земной атмосферы. Если же
учесть, что большая часть поступающего в атмосферу углекислого газа, по
закону Генри, растворяется в океанических водах и при гидратации пород
океанической коры, связывается в карбонатах, то оказывается, что вместе с
углеродом в карбонаты перейдет и часть атмосферного кислорода. Тогда
вместо слабого повышения атмосферного давления следует ожидать его не-
значительного уменьшения и, следовательно, слабого похолодания климата,
а вовсе не его существенного потепления, как это предполагают ортодок-
сальные экологи. Кроме того, часть углекисло газа при гидратации пород
океанической коры восстанавливается до метана. Путем образования кар-
бонатов и генерации метана в настоящее время удаляется из океанов, а, сле-
довательно, и из атмосферы около 2,3 • 108 т/год углекислого газа, однако
потенциальная возможность такого механизма поглощения СО2 при гидра-
тации пород океанической коры оказывается значительно большей (Сорох-
тин и др., 2001). Период этого геохимического цикла, правда, превышает
100 лет, но со временем этот эффект будет накапливаться.
Таким образом, вместе с антропогенным углекислым газом из атмо-
сферы удаляется и часть кислорода: судя по стехиометрии соединения СО2,
с каждым граммом углерода из атмосферы выводится почти 2,3 г кислорода.
При условии поглощения океаном и растительностью всего избыточного
СО2, это должно будет привести после 2100 г. к снижению общего атмосфер-
ного давления приблизительно на 0,34 мбар и, следовательно, к похолоданию
климата на -8,2 • К)-3 К. В реальных условиях, однако, жизнедеятельность
растений должна почти полностью компенсировать нарушенное человеком
равновесие и вновь восстанавливать климатический баланс.
Из приведенных оценок следует важный практический вывод: даже зна-
чительные выбросы техногенного углекислого газа в земную атмосфер)
практически не меняют осредненные показатели теплового режима Земли
и ее парниковый эффект. Таким образом, бытующие представления о суще-
ственном влиянии антропогенных выбросов углекислого газа на потепление
климата, являются мифом, и в действительности на климат Земли они никак
не влияют. Более того, увеличение концентрации углекислого газа в земной
атмосфере, безусловно, является полезным фактором, повышающим проду-
ктивность сельского хозяйства способствующим более эффективному вос-
становлению растительной массы в районах сведения лесов.
К аналогичным выводам пришли и многие ученые США, изучавшие изме-
нения климата в разных регионах Северной Америки. Согласно их данным, в
118
Годы
Рис. 10. Корреляция температурных колебаний в Северном полушарии с магнитной активно-
стью Солнца (с числами Вольфа)
Левая шкала и жирная линия - отклонения среднего значения поверхностной температуры Север-
ного полушария при текущем 11-летнем сглаживании, °C; правая шкала и тонкая линия — осредненная
солнечно-магнитная активность (числа Вольфа). Резким всплескам магнитных циклов соответствует
более активное и, следовательно, более яркое солнце (Robinson et al., 1998)
настоящее время фактически не происходит никакого потепления климата.
В этой связи известный американский ученый, бывший президент Нацио-
нальной академии наук США профессор Ф. Зейтц пишет: “Эксперименталь-
ные данные по изменению климата не показывают вредного влияния антро-
погенного использования углеводородов. В противоположность этому, име-
ются веские свидетельства, что увеличение содержания в атмосфере углеки-
слого газа является полезным’’. Ф. Зейтц подготовил Петицию ученых
правительству США с призывом отказаться от Киотского протокола и дру-
гих аналогичных соглашений. В этой петиции, в частности, говорится: “Не
существует никаких убедительных научных свидетельств того, что антропо-
генный выброс диоксида углерода, метана или других парниковых газов при-
чиняет, или может в обозримом будущем вызвать катастрофическое прогре-
вание атмосферы Земли и разрушение ее климата. Кроме того, имеются су-
щественные научные свидетельства, показывающие, что увеличение в атмо-
сфере концентрации диоксида углерода приводит к положительному влиянию
на естественный прирост растений и животных в окружающей среде Земли”.
В обзорной работе А.Б. Робинсона (Robinson et al., 1998), приложенной к
петиции, подготовленной Ф. Зейтцем, делается вывод, что повышение кон-
центрации углекислого газа в атмосфере, наблюдаемое в XX в., не оказало ни
какого влияния на глобальный климат Земли, но зато существенно увеличи-
ло скорость роста растений. Популярная гипотеза потепления климата, по
мнению авторов, оказалась ошибочной и не соответствующей современным
экспериментальным данным. Кроме того, в этой работе приводится сопоста-
вление осредненных приземных температур в средней Англии с магнитной
активностью Солнца (по наблюдениям за солнечными пятнами) за период с
1750 по 1970-е гг., из которого наглядно видно, что приземные температу-
ры прямо коррелируют с графиком солнечной активности, как это и следу-
ет из теории. Так, между осредненной температурой земной поверхности и
магнитной активностью Солнца, определяемой по числу солнечных пятен на
его поверхности (т.е. по числу Вольфа), как видно из рис. 10, наблюдается
119
26
Годы
Рис. 11. Поверхностные температуры Саргассова моря (с осреднением около 50 лет), опреде-
ленные по изотопным отношениям кислорода в остатках планктонных морских организмов,
погребенных в донных отложениях (Kegwin, 1996)
Горизонтальной линией отмечена средняя температура за 3000-летний период
S180,
%о
Рис. 12. Температура глубинных вод океана по изотопным смещениям кислорода
в карбонатных образованиях бентосной фауны
Изотопные данные взяты из работы Zachos J. et al., 2001 (по: Гладенкова, 2004), шкала темпера-
туры - данные автора
сильная корреляция. Кроме того, не следует забывать, что наблюдаемое
сейчас потепление климата началось в начале XVII в., когда о техногенных
выбросах углекислого газа в атмосферу не приходилось и говорить. Причем
это локальное потепление наблюдается на общем фоне долголетнего похоло-
дания (рис. 11 и 12). Что же касается потепления последних десятилетий,
120
Рис. 13. Совмещение измерений температуры с помощью радиозондов (тонкая линия) со спут-
никовыми измерениями MSU (толстая линия) между 83° с.ш. и 83° ю.ш. за период с 1979 по
1996 г. (Christy, 1997). Температуры показаны с шестимесячным осреднением. Обе кривые
изображены как отклонения от средней температуры за период измерений. Наклон трендо-
вых линий за этот же период составляет -0,06 °C в десятилетие для зондовых измерений
и-0,045°С для спутниковых наблюдений. По: (Robinson et al., 1998)
Рис. 14. Изменение глобальной поверхностной температуры, осредненной в скользящем
одиннадцати летнем интервале, по оценке NASA G1SS, построенной в отклонениях темпера-
туры от среднего уровня за 1890 г. (левая ось и тонкая линия), по сравнению с ростом атмо-
сферного СО2 (правая ось и толстая линия)
то это может оказаться временным явлением, развивающимся, например, на
фоне общего долговременного изменения климата.
Общее снижение температуры придонных вод, изображенное на рис. 12,
безусловно, связано с похолоданием земного климата и возникновением
около 40-38 млн лет назад в Антарктиде первых ледников и их широкого
121
развития в олигоцене и последующих эпохах. В плиоцен-четвертичное вре.
мя начались оледенения и северных регионов, что быстро привело к опуска-
нию температуры придонных вод почти до О °C. Общее снижение темпера-
туры за последние 70-60 млн лет, вероятнее всего, связано с удалением из
атмосферы части азота и связыванием его в почвах и осадках азот-поглоща-
ющими бактериями и органическим веществом. При этом общее похолода-
ние климата в настоящее время не компенсируется даже постепенным уве-
личением светимости Солнца (Сорохтин, 2005).
Многие американские специалисты не поддерживают идею о глобаль-
ном потеплении климата в связи с увеличением содержания в атмосфере ди-
оксида углерода и других парниковых газов. Более того, они приводят при-
меры многочисленных высокоточных наблюдений, в том числе спутнико-
вых (рис. 13), показывающие обратную картину - слабое похолодание кли-
мата (Christy et al., 1997). Это позволяет им скептически относиться к доми-
нирующей версии о потеплении климата (рис. 14). Подъем температуры,
выделенный NASA G1SS после 1940 г. не подтверждается наблюдениями с
помощью шаров-радиозондов и спутниковыми измерениями MSU, согласно
которым за последние 20 лет произошло снижение температуры почти
на 0,1 °C (см. рис. 13). Не подтверждается он и измерениями поверхностной
температуры в регионах с высококачественными наблюдениями (вдали от
городов). Запись поверхностной температуры территории Соединенных
Штатов показывает, что 1996 и 1997 гг., как и 1938, 1956, были самыми хо-
лодными годами XX в. (Robinson et al., 1998).
ВЛИЯНИЕ ОКЕАНА
НА СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В АТМОСФЕРЕ
Известно, что в океанических водах растворено углекислого газа (в фор-
ме ионов НСО3) почти в 59 раз больше, чем его содержится в атмосфере
(Войткевич и др., 1990). Известно также, что равновесное распределение это-
го газа между атмосферой и океаном описывается законом Генри, согласно
которому концентрация газа в океанических водах С(СО2)ок прямо пропор-
циональна его парциальному давлению р(СО2)атм в атмосфере:
С(СО2)ок = Н • р(СО2)атм,	(23)
здесь Н - коэффициент Генри, существенно зависящий от температуры Г:
-дн'
H-HoeRT,	(24)
где АН0 - изменение энтальпии (выделение тепла с обратным знаком) при
растворении одного моля СО2 в океанической воде; R = 1,987 кал/моль • град -
по-прежнему, газовая постоянная; Т — абсолютная температура в градусах
Кельвина; /70 — предельное значение коэффициента Генри при АН0 — 0.
В современной атмосфере содержится около 2,33 • 1018 г СО2 (Войткевич
и др., 1990) чему соответствует парциальное давление р = 4,59 • 1(Н атм. В со-
временном океане растворено 1,9 • Ю2» г НС О; или 1,37 • 1020 г СО2. Масса
океанической воды равна 1,37 • 1024 г; тогда средняя концентрация СО»
122
• океанической воде оказывается равной 1 • 10-4. Откуда по выражению (23)
можно определить современное значение коэффициента Генри Н <• 0,218 атм-1.
При растворении углекислого газа в воде образуется угольная кислота
СО, + Н2О -> Н2СО3.	(25)
Энтальпия ДЯ°(29815) этих соединений равна -94,05; -68,32 и -167 ккал/моль
соответственно. Тогда изменение энтальпии при растворении одного моля СО2
в воде будет равно -167 -(-94,05 -68,32) = -4,63 ккал/моль = -4630 кал/моль.
Учитывая, что средняя температура современных океанических вод (по нашим
оценкам) близка к 8 °C (281 К), по выражению (24) находим
но = °4бзо8 ° 5,46-IO'5 атм’1,	(26)
L987-281
и, следовательно, равновесное парциальное давление углекислого газа в ат-
мосфере оказывается равным
Р(СО2) =
1-10-4
4630 *
(27)
5,46 10’5 -е1587 г
Из выражения (27) легко найти, что изменение температуры современ-
ного океана на +1 °C приводит к повышению парциального давления СО2
в атмосфере приблизительно на 13,6 • 1О6 атм (т.е. на 13,6 ppm), тогда как
в периоды четвертичных оледенений, с понижением средней температуры
океана до 277 К (+4 °C), оно равнялось 12,5 ppm. Если же сравнить осред-
ненные значения парциального давления СО2 в ледниковые и межледнико-
вые периоды, то окажется, что их разность может достигать приблизи-
тельно 50-52 ppm. Но именно такого порядка разности давлений СО2 и
были обнаружены в пузырьках воздуха при бурении антарктического лед-
никового покрова на станции “Восток” (рис. 15). Судя по корреляции
экстремальных значений температуры с колебаниями кривой концентра-
ции СО2 хорошо видно, что температурные изменения явно опережают со-
ответствующие изменения концентрации углекислого газа в ледниковом
покрове (ось времени на графиках Т и СО2 направлена справа налево).
Судя по графикам, приведенным на рис. 15, мы живем в эпоху снижения
температуры и еще продолжающегося повышения парциального давления
СО2 в атмосфере.
В этой же связи интересно отметить, что в теплых условиях мелового
периода, когда средняя температура океанических вод могла подниматься
до +17 °C (291 К), парциальное давление углекислого газа должно было под-
ниматься до значений около 610 ppm, т.е. было приблизительно в 1,33 раза
выше современного.
Рассматривая проблемы парникового эффекта, нельзя обойти молчани-
ем и аргументы последователей идеи С. Аррениуса о прямом воздействии
концентрации углекислого газа на температуру тропосферы. Сторонники
этих идей обычно приводят данные по содержанию углекислого газа в про-
бах воздуха из древних слоев фирна Гренландии и Антарктиды, показываю-
123
Время, тыс. лет
Рис. 15. Корреляция изотопной температуры воздуха (а) с изменениями концентрации угле-
кислого газа (б) за последние 420 тыс. лет на антарктической станции “Восток”. Кривые
построены по данным В.М. Котлякова (2000); шкала температур - интерпретация автора
щие, что в периоды межледниковых потеплений концентрация этого газа
в атмосфере всегда повышалась (см. рис. 15). Аналогичный эффект, только
в значительно большей степени, по их мнению, наблюдался в теплые клима-
тические эпохи, например в меловом периоде. Формально это так. Однако,
как следует из приведенных выше расчетов, при объяснении температурных
колебаний атмосферы сторонники классического подхода явно путали при-
чину со следствием - ведь повышение или понижение парциального давле-
ния углекислого газа в атмосфере являются не причиной, а только следстви-
ем температурных изменений. Об этом, в частности, говорят и графики,
приведенные на рис. 15. При их внимательном анализе видно, что кри-
вая температурных колебаний опережает соответствующие им изменения
концентрации углекислого газа. Судя по этим данным, температурные коле-
бания действительно являются первичными, а изменения содержания угле-
кислого газа в атмосфере — лишь следствие этих колебаний.
Как было показано выше (см. выражение (27)), объясняется это отрица-
тельной температурной зависимостью растворимости углекислого газа в
океанических водах и законом Генри, устанавливающим динамическое рав-
новесие между парциальным давлением газа в атмосфере и его концентра-
цией в гидросфере. Именно поэтому повышение температуры океанических
вод приводит к их частичной дегазации и переходу части углекислого газа из
океана в атмосферу, и наоборот, при похолодании увеличивается раствори-
мость СО2 в океанических водах, и часть атмосферного углекислого газа
растворяется в океане. Поэтому потеплениям климата всегда соответствует
увеличение парциального давления углекислого газа в атмосфере, а похоло-
даниям - его снижение, но при этом первичными всегда являются темпера-
724
гурные колебания климата, а не изменения парциального давления углски-
слого газа. Интересно отметить, что задержка изменений концентрации
СО? ио сравнению с изменениями температуры на графиках рис. 15 прибли-
знтельно соответствует времени полного перемешивания поверхностных
вод Мирового океана (порядка 500 лет).
Истинные же причины температурных колебаний земного климата надо
искать в других процессах и явлениях, например, в неравномерности солнеч-
ного излучения (см. рис. 12), в прецессии собственного вращения Земли
(Сорохтин, 2006), в неустойчивости океанических течений или в изменениях
их циркуляции, вызванных другими причинами (например, периодическими
опреснениями или осолонениями поверхностных вод Арктического океана).
В эволюционном плане, начиная приблизительно с середины мезозоя
(около 150-100 млн лет назад), происходит постепенное похолодание клима-
та. Объясняется это несколькими причинами, в том числе удалением азота
из атмосферы и связыванием его в нитратах и нитритах почвенного покро-
ва (Сорохтин, Ушаков, 1998, 2002). В результате масса атмосферы за послед-
ние 100 млн лет постепенно уменьшалось, что приводило к похолоданию кли-
мата приблизительно на 2,3-2,5 °C, причем сейчас такое похолодание не ком-
пенсируется даже плавным увеличением интенсивности солнечного излуче-
ния. К эволюционному похолоданию климата привел и дрейф континентов,
в результате которого некоторые из материков в кайнозое переместились
в высокие широты. Об этом же говорят и многочисленные геологические
данные, например, полное отсутствие следов оледенений в мезозое и появ-
ление первых ледниковых покровов в Антарктиде в середине кайнозоя (око-
ло 40 млн лет назад), а в четвертичное время (последние 2 млн лет) - перио-
дических оледенений в Северном полушарии. Сейчас мы живем в межледни-
ковом стадиале, но когда ему на смену придет новая фаза оледенения,
то следует ожидать ее повышенной суровости.
Именно поэтому проблему изменений земного климата надо решать
системно и на базе строгой физической теории, с учетом эволюции соста-
ва атмосферы, геологической обстановки, с привлечением данных по коле-
баниям светимости Солнца, прецессии вращения Земли и океанологических
данных, при обязательном учете существующих в этой сложной системе об-
ратных связей, а не объяснять все единственной и мнимой зависимостью
климата от концентрации в атмосфере так называемых “парниковых газов”.
ЕСТЕСТВЕННОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ
ТАК НАЗЫВАЕМЫХ “ОЗОНОВЫХ ДЫР”
Хотелось бы отметить близкую по ситуации к парниковому эффекту
проблему происхождения “озоновых дыр” в полярных и умеренных широ-
тах. Известно, что в стратосфере под влиянием ультрафиолетового излуче-
ния Солнца кислород частично преобразуется в трехатомный газ - озон,
задерживающий и поглощающий жесткое солнечное излучение. Возникаю-
щий в стратосфере озоновый слой фактически является защитным щитом
от губительного для всего живого солнечного ультрафиолета. Разрушение
этого слоя, естественно, представляет собой большую опасность для жизни
125
на Земле. Отсюда понятно большое внимание, уделяемое учеными изуче
нию озонового слоя Земли и проблеме “озоновых дыр” в стратосфере.
Под “озоновыми дырами” обычно понимаются участки стратосферы
в полярных и умеренных широтах с пониженной приблизительно на 20-30%
концентрацией озона. Обычно они возникают в зимне-весенние периоды
над местами стояния устойчивых антициклонов, например, в Антарктиде или
над Якутией. Связано это с тем, что зимой резко уменьшается солнечная ин-
соляция (в полярных широтах она и вовсе исчезает), а над антициклонически-
ми областями происходит подъем воздушных масс и их перетекание в страто-
сферу, в результате озоновый слой над ними как бы развеивается. Летом же
“озоновые дыры” резко сокращаются по площади или вовсе пропадают.
Паника с “озоновыми дырами” возникла только после того, как в конце
1950-х гг. научились и стали измерять содержание озона в атмосфере, а до
того жили спокойно и ни о чем не беспокоились. Впервые “озоновую дыру”
обнаружили в Антарктиде, как раз в то время, когда там проводил исследо-
вания и автор данной работы. Вскоре вокруг проблемы “дыр” появилось
масса предположений об антропогенном влиянии на их появление. Так, наи-
более модным стало обвинять в этом холодильную промышленность и пред-
приятия, выпускающие бытовые аэрозольные баллончики, использующие
легко сжижаемый газ фреон. При этом, правда, оставалось непонятным, по-
чему наиболее глубокие и обширные озоновые “дыры” наблюдаются в
Антарктиде, т.е. в Южном полушарии, тогда как максимум антропогенных
выбросов фреонов происходит в Северном полушарии. Непонятно также,
чем плохи промышленные фреоны, когда в несоизмеримо больших количе-
ствах аналогичные, но природные фреоны поступают в атмосферу при вул-
канических извержениях.
Однако главными “разрушителями” озонового слоя являются не фрео-
ны, а метан и водород. Вопреки существующим взглядам об основной роли
техногенных фреонов в разрушающем действии озона земной атмосферы,
их влияние и в энергетическом, и в количественном отношениях совершен-
но ничтожно по сравнению с ролью природных эманаций метана, водорода
и природных фреонов вулканического происхождения. Так, только в ре-
зультате реакций типа серпентинизации пород океанической коры при их
гидратации сейчас освобождается, по нашим оценкам (Сорохтин и др., 2001).
от 6 до 10 млн т/год и СН4 и Н2, тогда как техногенный выброс фреонов не
превышает 100 тыс. т/год. К этому следовало бы добавить многие миллио-
ны тонн метана и водорода, поступающих из почв тектонически активных
регионов и тропических лесов, а также метана, выделяемого болотами севе-
ра Канады и Евразии. Масса ежегодно поступающих в атмосферу природ-
ных газов достигает многих десятков и даже сотен миллионов тонн. Соеди-
нения этих газов с озоном протекают по многоступенчатым реакциям, ко-
нечные формы которых можно записать в виде
СН4 + 4О3 — СО2 + 2Н2О + 4О2 + 134 ккал/моль,	(2S)
Н2 + О3 -* О2 + Н2О + 57,8 ккал/моль.
При взаимодействии же фреонов с озоном выделяется заметно менынс
тепла.
126
Таким образом, природных метана, водорода и вулканогенных фреонов
• атмосферу поступает почти на четыре порядка больше, чем техногенных
выбросов фреонов, и к тому же их тепловой эффект значительно выше, чем
у фреонов. Отсюда можно заключить, что роль антропогенного воздейст-
вия на озоновый слой в стратосфере Земли, в котором и возникают “озоно-
вые дыры , пренебрежимо мала - приблизительно на четыре порядка ниже
влияния природных факторов. Поэтому все колебания концентрации озона
в земной атмосфере носят исключительно природный характер и никак не
связаны с деятельностью человека. Как показали А.П. Капица и А.А. Гав-
рилов (1999), концентрация озона в стратосфере меняется с сезонной пери-
одичностью и ничего страшного в этом нет. Более того, в процессе исследо-
ваний выяснилось, что на экваторе и в тропических широтах концентрация
озона ниже, чем в наиболее глубоких “озоновых дырах” приполярных обла-
стей. И никакой опасности для жизни на этих широтах не наблюдается.
Отсюда видно, что нет проблемы “озоновых дыр”, на борьбу с которыми,
однако, тратятся колоссальные средства. Так, по некоторым оценкам, толь-
ко на выполнение обязательств по Монреальскому протоколу к Венской
конвенции 1985 г. о сохранении озонового слоя, Россия должна тратить око-
ло 5 млрд долларов в год, а разовый убыток от уничтожения и замены обо-
рудования, использующего фреоны, составляет около 10-15 млрд долларов!
Этим деньгам можно найти и лучшее применение.
В заключение хочу выразить благодарность академикам К.Я. Кондратье-
ву за поддержку идеи, А.С. Монину за обсуждение проблемы и С.С. Григо-
ряну за детальное рассмотрение теории, полезные советы и замечания.
Литература
Атмосфера Земли И Физическая энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия, 1988. Т. 1. С. 133-136.
Будыко М.И. Проблема углекислого газа. Л.: Гидрометеоиздат, 1997. 60 с.
Войткевич Г.В., Кокин А.В., Мирошников А.Е., Прохоров ВТ. Справочник по геохимии.
М.: Недра, 1990. 480 с.
Гладенков Ю.Б. Биосферная стратиграфия. М.: ГЕОС, 2004. 120 с. (Тр. ГИН; вып. 551).
Глобальное потепление: Доклад Гринпис. М.: Изд-во МГУ, 1993. 272 с.
Капица А.П., Гаврилов А.А. Подтверждение гипотезы о естественном происхождении ан-
тарктической озоновой дыры Ц Докл. РАН. 1999. Т. 366, № 4. С. 543-546.
Котляков В.М. Гляциология Антарктиды. М.: Наука, 2000. 432 с.
Ландау ЯД., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука, 1979. Ч. 1. 484 с.
Маров М.Я. Планеты Солнечной системы. М.: Наука, 1986. 320 с.
Парниковый эффект, изменение климата и экосистемы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 558 с.
Планета Венера: (Атмосфера, поверхность, внутреннее строение). М.: Наука, 1989. 482 с.
Сорохтин ОТ. Парниковый эффект атмосферы в геологической истории Земли // Докл.
АН СССР. 1990. Т. 315, № 3. С. 587-592.
Сорохтин ОТ. Парниковый эффект: Миф и реальность // Вести. РАЕН. 2001. Т. 1, № 1.
С. 6-21.
Сорохтин ОТ. Бактериальная природа оледенений Земли Ц Вести. РАН. 2005. Т. 75, № 12.
С. 1107-1122.
Сорохтин ОТ. Прецессионные циклы Земли и происхождение ледниковых эпох плейстоце-
на // Изв. Секции наук о Земле РАЕН. 2006. Вып. 14. С. 105-116.
Сорохтин ОТ., Леин А.Ю., Баланюк И.Е. Термодинамика океанических гидротермальных
систем и абиогенная генерация метана И Океанология. 2001. Т. 41, № 6. С. 898—909.
Сорохтин ОТ., Ушаков С.А. Накопление углекислого газа в атмосфере: вред или польза? //
Газовая пром-сть. 1998. № 6. С. 44-48.
127
Сорохтин О Г.. Ушаков С.А Развитие Земли. М.: Изд-во МГУ, 2002. 560 с.
Справочник термодинамических величин: (Для геологов) / Г.Б. Наумов, Б.Н. Рыженко
И.Л. Ходаковский. М.: Атомиздат, 1971. 240 с.
Справочник по физике / А.И. Бачинский, В.В. Путилов, Н.П. Суворов. М.: Учпедгиз 1951
380 с.
Фелъббаум А.А. Введение в теорию нелинейных цепей. М.: Госэнергоиздат, 1948. 347 с.
Ляхтн Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. 404 с.
Хакен Г. Синергетика: Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устрой
ствах. М.: Мир, 1985. 419 с.
Хромов СП., Петросянц МА. Метеорология и климатология. М.: Изд-во МГУ, 1994. 520 с.
Arrhenius S. On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground // Philos
Mag. 1896. Vol. 41. P. 237-276.
Christy J.R., Spencer R.W., Braswell W.D. How accurate are satellite thermometers? // Nature. 1997
Vol. 389. 25 Sept. P. 342-344.
Kei^win L.D. The Little ice age and Medieval worm period in the Sargasso sea // Science. 1996
Vol. 274, № 5292. P. 1503-1508.
Robinson A.B., Baliunas S.L., Soon W., Robinson Z.VV. Environmental effects of increased atmospheric
carbon dioxide. 1998 [info@oism.org; info@marshall.org]
Zachos J., Paganl M., Sloan L. et al. Trends, rhythms and aberrations in global climate 65 Ma to
Present // Science. 2001. Vol. 292. P. 686-693.
И.Е. Фролов
ГНЦ РФ, Арктический и Антарктический НИИ Росгидромета
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ
В ПОЛЯРНЫХ РЕГИОНАХ
4 апреля 2004 г.
Полярная климатическая система составляет значимую часть глобаль-
ной климатической системы. Круглогодичное наличие ледяного покрова с
его сезонной эволюцией представляет собой важнейшее отличие от других
регионов Земли. Площадь распространения ледяного покрова, наряду с при-
земной температурой воздуха является существенным индикатором измене-
ния регионального и глобального климата.
В отчете Межправительственной группы экспертов по проблеме изме-
нений климата (МГЭИК-2001) записано, что глобальная средняя приземная
температура с конца XIX столетия возросла на 0.6 ± 0,2 °C. За период
с 1750 г. по настоящее время концентрация СО2 в атмосфере возросла при-
мерно на одну треть, с 280 до 367 млн-1, достигнув самого высокого уровня за
последние 420 тыс. лет, о чем свидетельствуют данные ледяных кернов со
станции "Восток*' в Антарктиде (Липенков и др.. 2000).
Не вызывает сомнений, что главным фактором роста концентрации СО?
в XXI в. останется сжигание ископаемого топлива. Согласно отчету
МГЭИК-2001. концентрация СО2 к концу нынешнего столетия будет
лежать в интервале 540-970 млн-1.
Именно эти оценки использованы при моделировании отклика измене-
ний глобальной температуры воздуха на увеличение (удвоение) содержания
СО2. В рамках международной программы CMIP (Conplid Model
Intercomparison Project) было проведено сравнение результатов 30 совмест-
ных моделей общей циркуляции атмосферы и океана, составляющих основу
климатических моделей. Продолжительность каждого численного экспери-
мента составляла 80 лет.
Полиноминальная аппроксимация изменения расчетных величин темпе-
ратуры воздуха, площади морских льдов и других показателей климата во
времени показала возможность прогрессирующего повышения температу-
ры воздуха и сокращение арктических льдов в течение XXI в. вплоть до их
полного исчезновения. При этом, в зависимости от модели, расчетные изме-
нения температуры воздуха находятся в диапазоне от +0,6 °C до +3,8 °C
(Дымников и др.. 2004).
Рассмотрим фактическое изменение поверхностной температуры возду-
ха за последнее столетие. Ее колебания в разных широтных зонах Северно-
9 Всмможнпсги предотвращения
129
го полушария указывают на потепления в 1920-1940-е и 1980-1990-е
Первое потепление было заметнее всего в северной полярной области а по
следнее проявляется во всех широтных зонах. Причем район приатлантиче
ской Арктики в среднем за год был теплее в первый период, а тихоокеан
ский - во второй. По данным Винье (2000 г.) скорость увеличения температу
ры в приатлантической Арктике за весь XX в. составила +0,009 °C в год, а за
последние 77 лет - всего 0,0013 °C в год. Им также отмечено, что за послед
ние 135 лет ледовитость северных морей в апреле уменьшилась на треть, при
чем 50% этого изменения произошло в XIX в., т.е. в доиндустриальную эпоху
и не могло быть связано с увеличением концентрации СО2 в атмосфере
Между потеплениями 1920-1940-х гг. и 1980-1990-х гг. происходило по-
нижение средней температуры воздуха Арктики, что рассматривается в ря-
де работ как проявление низкочастотного колебания с периодом 60-80 лет
предположительно связанного с термохалинной циркуляцией океана (Алек-
сеев, 2003).
Серьезным аргументом в пользу представления о значительном потеп-
лении климата в конце XX в. явилось обнаружение заметного (на 40%)
уменьшения толщины дрейфующих льдов в центральной Арктике, выявлен-
ного по данным сонарных измерений осадки льда с подводных лодок
(Rothroch et al., 1999).
Детальные стратиграфические и изотопные исследования снежной тол-
щи в шурфах глубиной 3-12 м, произведенные в окрестностях антарктиче-
ской станции Восток, позволили реконструировать климатические измене-
ния в центральной Антарктиде за последние 200 лет (Липенков и др., 2003).
Анализ полученных данных показал, что температура на верхней границе
слоя приземной инверсии колебалась в течение последних двух столетий в
пределах 1 °C около своего среднего значения (примерно -38 °C). Во вре-
менных рядах наблюдаются квазипериодические колебания с периодом око-
ло 50 лет, что авторы связывают с периодическими вариациями циклониче-
ской активности в Южном полушарии. Это исследование показало отсутст-
вие значимого линейного тренда температуры воздуха в Центральной
Антарктиде в последние 200 лет.
Несмотря на качественное согласие результатов расчетов по климатиче-
ским моделям с данными наблюдений, есть веские основания считать, что
отмеченные в XX в. климатические изменения имели в основном естествен-
ные причины и не выходили за рамки, зафиксированные в течение послед-
них двухсот лет. Ниже приведены аргументы и факты, подтверждающие по-
следнее положение.
1.	Несмотря на экспоненциальное возрастание концентрации парнико-
вых газов, имеющее форму “хоккейной клюшки”, заметного ускорения ро-
ста температуры воздуха в полярных районах и сокращения ледовитости
арктических морей не отмечается.
2.	Изменение температуры воздуха и площади ледяного покрова в тече-
ние XX в. носило полициклический характер. Наиболее важным в климати-
ческом отношении был цикл продолжительностью 50-60 лет (Карклин и
др., 2001), вклад которого в межгодовую дисперсию составил более 30%, что
не имеет ничего общего с упомянутой выше формой “хоккейной клюшки ,
якобы описывающей изменения концентрации СО2 в атмосфере.
130
3.	Отмеченные циклические колебания в долговременном ходе темпера-
туры воздуха и ледовитости не учитываются современными гидротермоди-
намическими моделями, поскольку природа их не изучена. Такие колебания
могут вызываться или внешними циклическими факторами (солнечная
активность, долговременные приливы, изменение солнечной постоянной),
или внутренними факторами, связанными с возникновением автоколебаний
в системе океан-ледяной покров-атмосфера, или обеими группами фак-
торов.
4.	Модели не учитывают и известные в историческом прошлом измене-
ния климата, подтверждаемые косвенными показателями, в частности,
данными дендрохронологии, согласно которым температуры воздуха в
XV-XVI в. были намного выше, чем в конце XX в. Есть основание предпо-
лагать высокий температурный фон в атмосфере XI-XII вв., в эпоху плава-
ний викингов в Гренландию и Америку.
5.	Исследования показывают (Гудкович и др., 2002), что причиной
уменьшения толщины арктических льдов в конце XX в. являются не термо-
динамические, обусловленные антропогенным потеплением климата, про-
цессы, а динамические, сопровождаемые адвекцией однолетних и двухлет-
них льдов в районы, где обычно располагаются многолетние льды, а также
разрежением и сплочением ледяного покрова. В течение 2—4 лет после дей-
ствия аномальных динамических процессов восстанавливается состояние ле-
дяного покрова, присущее данному району. Справедливость такого объясне-
ния подтверждается отсутствием многолетнего тренда изменения толщины
припайных льдов вдоль арктического побережья, в формировании которых
динамические процессы не участвуют.
6.	Важнейшей задачей построения адекватных энергобалансовых моде-
лей, как и моделей гидродинамических, является обоснованная оценка чув-
ствительности климата к внешним и внутренним воздействиям - как антро-
погенным, так и естественным. Такая задача решается с помощью верифи-
кации моделей на основе данных наблюдений. При отборе таких данных
необходимо избегать периодов, для которых характерно присутствие “фик-
тивных” линейных трендов, связанных с наличием естественных цикличе-
ских изменений конкретной характеристики климата. Это помогает избе-
жать недостаточно обоснованных выводов о катастрофических изменениях
климата, ожидающих человечество в ближайшем будущем. Веские аргумен-
ты, опровергающие представления об ожидаемых катастрофических по-
следствиях глобального потепления, приведены в работах К.Я. Кондратьева
(2004), Е.П. Борисенкова, В.М. Пасецкого (2003) и др.
7.	Наличие в вековых изменениях температуры воздуха в полярных ре-
гионах и площади морских арктических льдов хорошо выраженных циклов
продолжительностью около 60 лет позволяет экстраполировать возможные
изменения этих характеристик регионального климата в XXI в. К 2025 г.
можно ожидать понижение аномалии температуры воздуха в Арктике до
-0,5 °C, повышения ледовитости северных морей в августе до 1,2 млн км2,
а ледовитости морей сибирского арктического шельфа — до 1,6 млн км2, т.е.
до уровня, характерного для середины 1970-х гг. (Гудкович и др., 2002). При
такой экстраполяции не были учтены другие циклы, например, 20-летний
цикл, вклад которого особенно заметен в северных морях, и 10-летний цикл
131
в морях сибирского шельфа, связанный с явлением арктической осцилля-
ции. Не учитывались и ‘‘сверхвековые” циклы, которые, возможно, отчасти
проявляются в отмеченных выше линейных трендах.
Перечисленные аргументы и факты, подтверждающие естественную
природу климатических колебаний, не отрицают опасности антропогенного
влияния деятельности человека на климат и не ставят под сомнение необхо-
димость использования математических моделей климата в качестве наибо-
лее перспективного метода (инструмента) диагноза и прогноза глобальных
и региональных климатических изменений.
Однако, учитывая большое количество неопределенностей данных на-
блюдений и численного моделирования климата (Кондратьев, 2004), трудно
ожидать на современном этапе реалистичности прогнозов климата.
В 2003 г. завершена подготовка рассчитанного на 10 лет стратегиче-
ского плана для Программы наук об изменении климата (CCSP) (Stategic
Plan..., 2003). К числу приоритетов перспективных разработок в CCSP от-
несены:
•	изучение “физики и химии” климата, в частности, свойств аэрозоля и их
влияния на климат; климатические обратные связи и чувствительность
(в первую очередь, для полярных регионов); круговорот углерода;
•	разработки систем наблюдений климата;
•	дальнейшее развитие численного моделирования климата.
В рамках международной кооперации задача развития региональной сис-
темы наблюдений погоды и климата в высоких широтах, постановка на-
турных экспериментов будет решаться во время Международного поляр-
ного года (2007-2008 гг.), инициатором проведения которого выступила
Россия.
Начиная с 2003 г., с открытием дрейфующей станции “Северный по-
люс-32” Россия возобновила, после 12-летнего перерыва, исследования
в Центральной Арктике. Необходимость проведения широкомасштабных
исследований в Арктике для России обусловлена прежде всего ее геогра-
фическим положением и чрезвычайной ранимостью и уязвимостью при-
родной среды Арктики. Только ясное понимание роли антропогенного
влияния на климат, разработка достоверного сценария изменения климата
может привести к успешному планированию хозяйственной деятельности
и успешному развитию северных территорий России, а в конечном счете
и к ее процветанию.
Литература
1.	Липенков В.Я. и др. История климата и оледенения Антарктиды по результатам изучения
ледяного керна со станции Восток // Пробл. Арктики и Антарктики. 2000. Вып. 72.
С. 197-235.
2.	Дымников В.П. и др. Чувствительность климатической системы к малым внешним воздей-
ствиям Ц Метеорология и гидрология. 2004. С. 67-77.
3.	Липенков В.Я. и др. Палеоклиматические реконструкции по результатам исследований ле-
дяного керна из глубокой скважины и шурфов на станции Восток Ц Арктика и Антаркти-
ка. 2003. Вып. 2(36). С. 85-99.
4.	К ар клин В.П. и др. Климатические колебания ледовитости арктических морей сибирского
шел (фа Ц Тр. ААНИИ. 2001. Т. 443. С. 5-11.
132
5	J V и др Колебания ледовигости российских арктических морей в XX в. и
оценка ее возможны! изменений в XXI в. Ц Докл. научи, практ. совсщ. “Гидрометеороло-
тчеккое Обеспечение хозяйственной деятельности в Арктике и замерзающих морях”.
Л16.. 2002. С. 36-45.
о i илисто’ I В. Исследование изменений климата Арктики в XX столетии // Тр. ААНИИ.
2003. V. 433. С. 6-19.
7.	Кондратьев К Я Неопределенности данных наблюдений и численного моделирования
климата И Метеорология и гидрология. 2004. С. 93-119.
8.	Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Летопись необычайных явлений природы за 2,5 тысяче-
летия. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. 535 с.
9.	Strategic plan for the Climate Change Science Program. Wash. (D.C.), 2003. 202 p.
10.	Rothrock DA., Yu Y., Maykut GA. Thinning of the Arctic Sea ice cover // Geophys. Res. Lett. 1999.
Vol. 26, № 23. P. 3469-3472.
Г.А. Заварзин
Институт микробиологии РАН
УГЛЕРОДНЫЙ БАЛАНС РОССИИ
12 марта 2004 г.
Климатическая конвенция рассматривает три категории парниковых га-
зов: источники (sources), стоки (sinks), резервуары предшественников парни-
ковых газов (reservoirs). Конвенция обязывает страны-участники принимать
меры к уменьшению источников, увеличению стоков, сохранению резервуа-
ров. Для их оценки был создан межправительственный научный орган
(Intergovernmental panel of climate change, IPCC). Глобальный баланс углеро-
да оценен IPCC, и эти данные следует считать общепризнанными. Посколь-
ку он составлен из суммы частных балансов, то в нем существуют и ошибки,
и неопределенности. Главная неопределенность связана с существованием
так называемого “missing sink” - разности между суммой источников и сто-
ков и наблюдаемым возрастанием концентрации СО2 в атмосфере. Величи-
на этой разности составляет от 0,7 до 2 Гт С/год. Предположительная лока-
лизация неучтенного стока - наземные системы Северного полушария. Гео-
графически главным компонентом здесь является территория России. Осно-
ванием для заключения о роли континентальных экосистем Северного
полушария служит измерение концентрации СО2 в воздухе по меридиональ-
ному разрезу от Северного полярного круга до Южного полюса, включаю-
щее и природные и антропогенные процессы. Эти данные служат экспери-
ментальной основой для всей концепции углеродного баланса планеты.
В Северном полушарии наблюдаются сезонные колебания СО2 с погло-
щением летом и возвратом к исходному состоянию зимой. Они обусловлены
растительным покровом влажного пояса Северного полушария, преимуще-
ственно тайгой. Сезонные осцилляции СО2 убедительно показывают разде-
ление во времени двух процессов: стока в период преобладания продукции в
течение вегетационного сезона и преобладания деструкции в морозный пе-
риод. Оба процесса приблизительно равны по величине, и каждый из них
должен быть оценен самостоятельно. Разность между нисходящей и восхо-
дящей ветвями сезонного цикла могла бы быть прямой мерой стока или ис-
точника, но она незначительна по отношению к амплитуде в 15-20 ppm на
севере. Альтернативой наземному северному стоку мог бы служить сток в
океан в даунвеллинге в Северной Атлантике, однако сезонность при этом
была бы менее выражена. Океаническое Южное полушарие планеты не об-
наруживает столь сильных сезонных колебаний и показывает общий тренд
увеличения содержания СО2 в системе океан-атмосфера. От Северного полу-
754
шарня оно отделено примерно годичным запаздыванием в переносе воздуш-
ных масс через экваториальную зону.
Критерием правильности баланса принимается сведение его к нулю,
хотя отдельные статьи могут быть оценены неправильно. Глобальный ба-
ланс углерода очевидно должен быть равен нулю, но региональные балан-
сы на Земле могут расходиться: существуют области стока и источников.
Простейший способ определить области стока заключается в том, чтобы
нанести на карту концентрацию соединений углерода. Органический угле-
род содержится в биомассе; сюда надо добавить мертвый углерод почвы,
торфа, каустобиолитов. Рассеянный восстановленный углерод осадочных
горных пород, составляющий основной резервуар углерода планеты, для
кратких периодов не принимается во внимание, хотя для геологического
времени он имеет определяющее значение. Неорганический углерод пред-
ставлен карбонатами; их резервуар велик по сравнению с углеродом, рас-
творенным в океане. В мелководных морских системах карбонаты накап-
ливаются в теплом климате, между 30° с.ш. и 30° ю.ш. В высоких широтах
идет только биогенное образование карбонатов, преимущественно мол-
люсками. Образование карбонатов связано с циклом кальция и обусловле-
но обратимой реакцией:
Са2+ + 2 HCOJ = СаСО3 + СО2 + Н2О.
При растворении карбонатов углекислота поглощается, при осаждении -
половина ее выделяется. В цикле неорганического углерода холодные обла-
сти служат областью мобилизации кальция, теплые - иммобилизации.
Для годичного цикла, которым занимается IPCC. эти процессы не считают-
ся существенными.
В наземных системах в теплом климате органический углерод содержит-
ся преимущественно в биомассе, в холодном климате - преимущественно в
устойчивых соединениях почвенного углерода. Так называемый подстилоч-
ный коэффициент - отношение ежегодного опада к подстилке - составляет
для тропического леса примерно 100 : 1, а для тундры - 1 : 100. Причина раз-
личий заключается в высокой скорости биологической деструкции при
повышении температуры.
Для оценки круговорота органического углерода в биосфере приняты
следующие показатели.
1.	GPP (Gross Primary Production) - весь углерод, поглощаемый при пер-
вичной продукции; измеряется в краткосрочных экспериментах по убыли
СО2 в камерах с зелеными частями растений или по связыванию 14СО2.
2.	NPP (Netto-Primary Production) - весь углерод, ассимилированный расте-
нием, за вычетом его дыхания: NPP = GPP - дыхание растения. 1РСС произ-
вольно принимает 2NPP = GPP, по-видимому предполагая день равным ночи.
NPP представляет основную величину, которой оперируют в расчетах. Она
оценивается главным образом по взвешиванию прироста растений. На самом
деле оценить дыхание растения в природе крайне сложно из-за дыхания кор-
невой (гетеротрофной) части его. С ним тесно связано дыхание микроорга-
низмов корневой области, особенно симбиотической грибной микоризы.
3.	NEP (Netto Ecosystem Production) - результат годичного цикла в дейст-
вии экосистемы из продуцентов и деструкторов: NEP = NPP - дыхание орга-
135
нотрофов. Фактически для биосферных балансовых расчетов именно вели
чина NEP имеет первостепенное значение. Ее определяют, измеряя накогь
ленке углерода биомассы на пробной площадке. Разобраться, что именно
измеряли авторы - NPP или NEP, часто можно лишь анализируя методиче-
скую часть статьи. Чтобы избежать неопределенности, особенно при изме-
рении потоков СО2 между растительным покровом и атмосферой, сейчас ис-
пользуют понятие NEE (Netto-Ecosystem Emission). В NEP расходную часть
составляет деструкция, главным компонентом которой является дыхание
почвенных органотрофов. Дыхание почвы определяют, устанавливая на ее
поверхности камеры и измеряя динамику СО2. Дыхание обусловливают
грибы, бактерии, почвенные животные. Считается, что животные (члени-
стоногие, дождевые черви и т.д.) дают 3% потока, грибы - от одной до двух
третей, а остальное приписывают бактериям. Трудности с оценкой вклада
корневого дыхания уже упомянуты. В NEP входит также вторичная продук-
ция, составляющая для массы почвенных грибов тонны на гектар. Теорети-
чески эта величина должна быть несколько больше нуля; исключение со-
ставляют катастрофические локальные события, например, опустынивание.
4.	NBP (Netto-Biome Production) - сумма органического углерода, накоп-
ленного в течение длительного периода, порядка десятилетия. В нее, кроме
биомассы, входят устойчивые формы углерода - гумус и торф. Они состав-
ляют основной резервуар углерода, но определить их динамику крайне тру-
дно. Проще всего определяются потери гумуса при распашке целины, отчу-
ждении земель под горные разработки, строительство. Необходимо разли-
чать прямые потери за счет усиления дыхания при мелиорации болот или
распашки целины от перемещения, например, при эрозии. Типичной ошиб-
кой служит смешение NBP и NEP при оценке продуктивности болот по тор-
фонакоплению, составляющему 1-2 мм/год. На самом деле торф с временем
пребывания, исчисляемым тысячами лет, относится к NBP, и это одна из
причин недооценки роли болот в при региональных оценках NEP.
Таким образом, для оценки углеродного баланса следует учитывать вре-
мя пребывания Сорг в резервуарах. Для вегетативных частей растения в се-
зонном климате эта величина равна одному году, для древесных частей -
около 100 лет, для гумуса она приближается к 1000 лет, для торфа -
несколько тысяч лет - до 10 для самых древних отложений.
Из изложенного ясно, что для определения баланса исходные экспери-
ментальные данные не могут быть очень точными: при расчете балансов не-
большие величины умножаются на огромные площади и объемы. Поэтому
IPCC справедливо дает величины потоков органического углерода, округ-
ленные до десятка гигатонн. Следует учитывать также, что углеродный
баланс планеты в целом подвержен существенным межгодовым колебани-
ям, демонстрируемым не только колебаниями СО2 в атмосфере, но и по не-
зависимому изотопному методу, учитывающему перераспределение изото-
пов от сжигания топлива между атмосферой и океаном. Эти данные имеют
скорее иллюстративное, чем количественное значение. Общеизвестно влия-
ние на климат Эль Ниньо и извержений вулканов, обнаруживаемое непо-
средственно в атмосфере. Труднее учитывать подводные извержения, слу-
жащие основным источником выделения СО2 из недр Земли, но сгалижвае-
мые большой массой неорганического углерода океана. Справедливо ли
136
требование к таким большим и критическим для глобального баланса стра-
нам, как Россия добиваться точности в десятки мегатонн углерода? Находит-
ся ли это в пределах технических возможностей? Поэтому для Киотского
протокола были приняты относительно хорошо измеряемые величины:
эмиссия от сжигания топлив и прирост биомассы в “лесах Киото” - поднад-
зорной категории лесов.
УГЛЕРОДНЫЙ БАЛАНС РОССИИ
Требование к странам-участникам конвенции по климату составить на-
циональный баланс по углероду совпало с распадом СССР и потребовало от
России определения величины баланса в пределах ее территории. Работа
была выполнена рядом институтов РАН в начале 1990-х гг. в рамках про-
граммы под руководством Н.П. Лаверова, координация биологической час-
ти которой была поручена мне. В дальнейшем проводилось уточнение дан-
ных главным образом с помощью расчетов, поскольку средства, выделямые
для полевых работ, допускали лишь отдельные частные эксперименты.
Финансирование осуществлял Госкомитет по науке и технике и его право-
преемники.
Были определены следующие основные статьи углеродного баланса
России, оценка которых выполнялась рядом учреждений РАН и МГУ:
•	растительность - ИФР;
•	леса - ЦЭПЛ;
•	тундра - ЦЭПЛ;
•	болота - ИЛАН;
•	эмиссия СО2 почвой - ИФХиБПП;
•	резервуар почвенного углерода - МГУ;
•	парниковые газы микробного происхождения как метан - ИНМИ РАН;
•	арктические моря - ИОРАН.
Результаты работы были суммированы в работе “Круговорот углерода на
территории России” (1999). Она послужила исходной основой для дальнейших
уточнений. Далее кратко излагаются данные этих исследований с теми кри-
тическими дополнениями, которые были получены позже.
В СССР первичная продукция была оценена Н.И. Базилевич на основе
прямых весовых определений; полевая работа такого масштаба в нынешних
условиях не могла быть произведена, тем более в краткие сроки.
Оценка первичной продуктивности растительности России была прове-
дена на основе так называемого “хлорофилльного индекса” (кг Хл/га), раз-
работанного первоначально для сельскохозяйственных культур. Он оказал-
ся приложимым и к лесным фитоценозам (рис. 1). При этом каждый кило-
грамм хлорофилла листьев в течение периода вегетации обеспечивает в сред-
нем связывание около 145 кг атмосферного углерода NPP. Метод требует
знания величины проективного содержания хлорофилла; точность опреде-
ления первичной продуктивности составляет 15-25%. Среднее по России
значение хлорофилльного индекса составляет 22 кг Хл/га и обеспечивает
достаточную стабильность процесса стока углекислоты в растительность.
Суммарный сток углерода оценен в 4409,7 Мт/год.
137
Рис. 1. Обмен углерода России
Резервуары - Мт, потоки - Мт/год
Величина 4,4 Гт/год в дальнейшем не оспаривалась и не перепрове-
рялась, хотя авторы оценивают ее точность в ±15-25%, т.е. от 661,5
до 1102,4 Мт/год. Картографическое уточнение площадей биомов дало
4,337 Гт/год (данные IIASA)1. Средняя величина возможной ошибки
(±882 Мт/год) перекрывает в 1,5-2 раза эмиссию из антропогенных источни-
ков в России. Очевидно, что дальнейшие расчеты баланса не могут быть
сделаны с большей точностью.
Проективное покрытие хлорофилла должно быть пропорционально
GPP для растений с сезонной вегетацией и для перевода его в NPP требует
введения неких коэффициентов, различных для разных растений. Эти коэф-
фициенты рассчитываются по NPP, определенному по весу растительной
биомассы в конце вегетации. Древесные фитоценозы отличаются от травя-
нистых. Проанализировав причины отклонения с помощью импульсной
метки 14СО2, П.Ю. Воронин пришел к выводу, что у древесных растений
существуют значительные потери на флоэмный транспорт по стволу, рав-
ные около 14 кг/м/год. После введения соответствующих поправок удалось
добиться значительно большей точности соответствия хлорофильного
индекса приросту. Вторым источником неточности является картографиче-
ская ошибка при определении площади, занятой тем или иным фитоценозом
(биомом в терминологии IPCC). Большим достоинством оценки первичной
продукции по проективному покрытию хлорофилла служит принципиаль-
ная возможность ее измерения с помощью дистанционных космических ме-
тодов.
В NPP входит динамика лесов России. Эта величина была определена
с большой точностью А.С. Исаевым и Г.Н. Коровиным, которые использо-
вали данные лесотаксации для определения древесной массы и возобновле-
ния лесов в сочетании с космическим дистанционным определением площа-
1 Международный Институт системного анализа (Лаксенбург, Австрия).
138
цей. «анятых лесами, гарями, вырубками. Этот учет имеет прямое отноше-
ние к “лесам Киото” и нуждается в непрерывном развитии, поскольку лес
представляет важнейший возобновимый ресурс для основанной на нем про-
мышленности, а не только для биосферы (рис. 2). Благодаря использованию
данных космической съемки картографические ошибки сведены к миниму-
му. и возможно приблизиться к учету в реальном времени. Сток углерода в
леса России представляет величину, близкую к 240 Мт С/год, рассчитанную
по запасам стволовой древесины.
Уже отмечалось, что величина стока в торф, равная 17 Мт С/год, пред-
ставленная акад. С.Э. Вомперским, относится не к NPP, а к NBP, и ее следу-
ет рассматривать при оценке прироста резервуаров. NPP болотной расти-
тельности с ведущей ролью сфагновых мхов входит в NPP всей растительно-
сти, но при этом нужно учитывать малую величину деструкции биомассы в
болотах (и большую величину эмиссии метана, около 50 Мт С/год!).
С.Э. Вомперский с помощью картографического учета определил общую
площадь болот и заболоченных земель России в 369,1 млн га. Оценочно
можно считать, что каждая головка сфагнума дает ежегодный прирост око-
ло 10 мг С, при занимаемой ею площади около 1 см2. Тогда все сфагновые
мхи дают около 370 млн т Сорг/год NPP (10-2г х 108 см2 = 106г С/год =
= 1 т С/га/год). Это явно верхняя оценка, представляющая болото как сплош-
ной покров сфагновых мхов. Определение их продуктивности по хлоро-
филльному индексу, равному 5,7 кг Хл/га, дало величину 0,85 т С/га за веге-
тационный сезон (Voronin et all., 1997), что соответствует 314 Мт С/год, а эта
величина почти равна накоплению углерода в стволовой древесине, но не в
зеленой массе.
Определения С.Э. Вомперского по образованию торфа дали связывание
углерода во всех болотах России со слоем торфа более 30 см равным
Резервуары Pg С
Потоки Pg С/уг
Атмосфера
590 +161
Топливо
Суша
NPP
Дыхание
Вулканы
Цемент
Сток
Химинес- Речной сток
кое вы-
ветривание
Дегазация


Топливо
>6000-220
Уголь 730
Нефть 250
Растения и почва Сор
3800 -185 + 158
Растения 650
Почва 2300
Болота 450
Мерзлота 400
Рис. 2. Наземная биосфера
139
17,7 Mr С/год, т.е. соотношение между NPP и NBP составляет около 50/
Это близко к обычно принимаемым величинам перехода биомассы в устой
чивые соединения с временем пребывания углерода порядка 1000 лет.
Источники. Вторую составную величину баланса потоков представ
ляет эмиссия СО2 почвенным покровом. Для оценки дыхания почвы почво
веды используют камеры, устанавливаемые на поверхность почвы, и оппе
деляют баланс СО2 в них за время экспозиции. Суммирование таких данных
полученных в разное время и разными авторами, дало результаты, предста
вленные В.Н. Кудеяровым (2003). Суммарный годовой поток из почв России
был оценен в 4293 Мт С-СО2/год. К этой величине близка оценка минера-
лизации органического вещества в метровой почвенной толще, определяе-
мая в 4,44 Гт Сорг/год. Автор суммировал данные эмиссии по площадям
составившие 3,2 Гт С/год, по пределам варьирования удельной эмиссии СО
с единицы площади, но не привел интервалов для суммарной величины
эмиссии с площади. Следует заметить, что такого суммирования данных по
почвенному дыханию для других стран нет.
Средняя удельная скорость эмиссии СО2 почвами России в течение веге-
тационного периода варьирует в широких пределах - от 0,33 до 6,13 т С/га.
Наименьшая удельная эмиссия характерна для глеевых почв тундровой и
севернотаежной зон, где на фоне низких температур почвы часто переув-
лажнены; наибольшая величина свойственна черноземам. Основным источ-
ником почвенной эмиссии СО2 являются занимающие значительные площа-
ди подзолистые и серые лесные почвы. Первоначальный эксперименталь-
ный учет эмиссии относился к вегетационному периоду, но дыхание почвы
продолжается и зимой, причем активны ее немерзлые слои, в которых нахо-
дится значительная часть корней и продуцируемого ими корневого опада.
Оказалось, что эмиссия СО2 почвой в течение вегетационного периода со-
ставляет 53-83% годовой для естественных ценозов и 58-78% - для агроцено-
зов. Итак, примерно треть газа выделяется вне вегетационного периода,
когда выделение не компенсируется поглощением СО2 растительностью.
Коррекция на зимний поток СО2 существенно увеличила первоначальную
величину. Эмиссия СО2 почвой представляет наиболее значительный ис-
точник этого газа, почти на порядок превосходящий эмиссию от сжигания
топлива.
Совпадение величин первичной продукции (4,4 Гт С/год) и эмиссии поч-
вой (4,3 Гт/год) дает вроде бы полный баланс, не оставляя места для других
источников эмиссии, не входящих в дыхание почвы, например, разложения
крупномерной стволовой древесины отпада грибами. Не остается места и
для других источников СО2. Подсчитывая эти источники, можно сделать
ложный вывод, что территория России является нетто-источником СО2.
В дальнейшем В.Н. Кудеяров (2003) обратил внимание на ошибку двой-
ного учета в балансе углерода. Дыхание корней растений составляет при-
мерно треть дыхания всего растения. Можно оценить эту величину и по соот-
ношению биомассы наземной и подземной частей растения, причем у расте-
ний разных климатических зон она различна. Эта величина вычитается из
NPP при определении ежегодного прироста, и включается при измерении
эмиссии. Получается, что примерно 1,5 Гт С/год дважды фигурируют в балан
се. В пределы этой величины возможно поместить все неучтенные источники
140
С(К На долю гетеротрофного дыхания корней растений приходится
1467 Гг/год, входящие в NPP, на долю органотрофных микроорганизмов
почвы - 2876 Гт/год, что в 7 раз превышает антропогенную эмиссию СО2
в России (Кудеяров, 2003). Именно микроорганизмы являются основным ис-
гочником эмиссии СО2 с территории России. По сути, этот, на первый взгляд
неожиданный, вывод о ведущей роли почвенных грибов и бактерий не явля-
ется странным - баланс продукции и деструкции должен существовать,
а за деструкцию отвечают в основном микроорганизмы. Доступные наблю-
дению травоядные животные дают очень небольшой вклад в общий баланс
углерода. Аналогично оценке двойного счета при учете корневого дыхания,
входящего в GPP, можно заметить, что GPP вдвое превышает NPP и для Рос-
сии должно составлять почти 9 Гт С/год. Корневое дыхание следует вычи-
тать из GPP. Поэтому тщательный учет источников СО2 в десятки Мт С/год
не оправдан - крупные статьи баланса определены недостаточно точно.
Уточнение баланса углерода для России было сделано авторами “Full
carbon balance of Russia” из IIASA под руководством проф. Нильсен (Швеция),
где информация из России была собрана русскоязычными сотрудниками.
Первоначальный вариант этого баланса был отвергнут директором IIASA
МакДональдом (США) как очевидно неточный, несмотря на тщательный
сбор авторами первичной информации из России и учет даже малых источ-
ников эмиссии, приведший к выводу, что Россия служит глобальным источ-
ником. Вывод этот, очевидно, не согласуется с выводом IPCC о локализации
глобального “missing sink” где-то в наземных экосистемах Северного полу-
шария (рис. 3). Данные группы IIASA были широко представлены на между-
народных собраниях. Последний вариант баланса был представлен в 2003 г.
в тезисах конференции в Пущино. Баланс по Нильсену и Швиденко выгля-
дит так:
Вся Евразия дает сток -770 Мт С/год, что составляет 63% стока во вне-
тропических странах, а все Северное полушарие -1220 Мт С/год. Эта вели-
чина уже согласуется с данными IPCC о “missing sink”, согласно которым
весь сток в наземные системы планеты оценивается в 60 000 Мт С/год. Для
России сток по Нильсену с соавторами составляет — 351 ± 176. Он составлен
из следующих крупных статей (Мт С/год) для потоков:
NPP	4377
дыхание почвы	3201 ± 123
потребление Сорг	825 ± 44
и для резервуаров:
растительность
почва
сток в литосферу
сток с реками
пожары лесов
+306 ± 156
-38 ± 155
-20 ±7
-62 ± 14
от -80 до -230
Из этого следует, что в 1988-2000 гг. наземные системы России обеспечива-
ли сток в 550 Мт С/год.
Рассматривая эти данные, следует обратить внимание на отсутствие пре-
делов для NPP, которые по приведенной выше оценке составляют около
141
Атмосфера
75?
70,6
20
Поверхностный сток
Реки
1,0 СаСО3
70 21,9
DIC
900+15
50-NEP......
Глубокий океан
Вулканы
• DIO
37100+95
Рис. 3. Глобальный цикл Сорг по IPCC океан
38,5 resp
±800 Мт/год. Далее, учитывается только деградация почвы и потеря гумуса,
без потоков в этом колоссальном резервуаре. Является ли сток с реками
в океан (преимущественно в Северный Ледовитый) причиной эмиссии СО2
в атмосферу, или же это перевод в долгосрочный резервуар?
Сток в литосферу, т.е. образование и разрушение почвенных карбо-
натов определен с большой точностью по палеопочвам и изотопными
методами сотрудниками ИФХиБПП, но почвенные карбонаты свойственны
почвам семиаридного климата, занимающим сравнительно небольшую
площадь. Новообразование карбонатов при выветривании изверженных по-
род в гумидной зоне России, где развит плащ осадочных пород, по-видимо-
му, незначительно. В аридной зоне оценку стока вследствие углекислотного
выветривания горных пород (волластонитовая реакция с участием воды
СО2 + Н2О + CaSiO3 = СаСО3 + SiO2 + Н2О) можно получить, изучая отложе-
ния соды в бессточных регионах, таких как Бараба, Кулунда, Бурятия
с содовыми озерами и солончаками.
Очевидно, что балансовый подход не позволяет установить точную,
до десятков Мт С/год картину динамики углерода в России, которая необ-
ходима для сопоставления с промышленной эмиссией. Однако величины
постатейного учета источников СО2 указывают на пути сокращения эмис-
сии. Поскольку дыхание почвенных микроорганизмов является наиболее
142
значительным по мощности источником СО2, то даже небольшие колеба-
ния, вы шанные noi одными условиями, могут существенно сказываться на
балансе. Дыхание почвы подавляется избыточным увлажнением и низкой
температурой, напротив, аэрация и повышение температуры увеличивают
эмиссию СО2.
Резервуары. Около 80% органического углерода наземных экосистем
находится в пределах 60% суши; центры концентрации расположены в боре-
альном климатическом поясе, листопадных лесах северного умеренного поя-
са, в дождевых лесах тропиков. Это распределение обусловлено поясами
влажного климата, в южном полушарии приходящимися на океан. Аридный
климат, естественно, не дает развиваться растительности, а процессы выве-
тривания в нем ограничены физическим. На бореальный пояс приходится
около 40% Сорг. Две трети этого пояса приходятся на Россию, территорию
которой можно разделить на Европейскую часть, равнинную Западную
Сибирь, горную Восточную Сибирь, находящуюся к тому же в области веч-
ной мерзлоты. На долю России приходится 19,7% запаса Сорг и должна при-
ходиться такая же доля наземного стока СО2 в устойчивые соединения орга-
нического углерода. Это обусловлено тем, что большую часть устойчивого
Сорг представляет медленно образующаяся биомная продукция, NBP. Время
ее образования в разных частях России варьирует от конца ледникового пе-
риода для европейской территории России и голоцена для Западной Сибири,
т.е. на интервал между 5 и 10 тыс. лет назад. Еще древнее захороненная
органика вечной мерзлоты. Датировка кернов торфа по 14С вдоль меридио-
нального разреза по 75° с.ш. от Оби до Гыданского полуострова показала,
что образование болот началось 9,5-11,5 тыс. лет назад и совпало с рез-
ким увеличением метана в ледяных кернах Гренландии, отмечаемым в этот
период. На основании анализа около 30 000 неопубликованных русских дан-
ных, радарных, спутниковых спектров в видимой/ближней ИК области запас
углерода в болотах Западной Сибири был оценен в 70,2 Гт, что почти вдвое
больше предыдущих оценок (40-55 Гт). Отсюда авторы делают вывод, что
болота Западной Сибири служили глобальным стоком СО2 и источником
СН4 начиная с раннего голоцена (Smith et all., 2004).
Количество Сорг, содержащегося в биомассе лесов России, составляет
34,4 Гт при ежегодном стоке в 40 Мт. Эта величина определена наиболее
надежно акад. А.С. Исаевым по данным государственного учета лесов. Нес-
колько меньшую величину - 28 Гт - дают Алексеев и Бердси (1994). Вся рас-
тительность России содержит 39 Гт углерода, и поэтому ясно, что леса со-
ставляют основной резервуар биомассы.
Здесь уместно заметить, что идея тропических лесов как легких плане-
ты не выдерживает критической проверки не только в количественном от-
ношении, но и в отношении устойчивости. Неверно и представление, что вы-
сокое разнообразие обеспечивает высокий сток. Леса России, играющие
такую значительную роль в круговороте углерода — она наглядно видна по
сезонным “вдохам” и “выдохам” осцилляций СО2 атмосферы — имеют низ-
кое разнообразие. В них представлены шесть основных древесных пород,
лиственница, ель, сосна, береза, осина, дуб. Однако такое малое разнообра-
зие поддерживает устойчивое развитие биосферы в течение многих тысяч
лет. Еще более наглядно проблему соотношения биоразнообразия и устой-
743
читкти можно иллюстрировать примером доминирующих на тсррит<>рИи
Северной Евразии верховых болот. В них преобладают сфагновые мхи, и
3WT тип болот имеет минимальное разнообразие. Однако сфагновые со<^_
щества агрессивны и при достаточном увлажнении распространяются из
середины болота на суходолы. Таким образом, поражающие воображение
тропические леса служат основанием еще одной легенды - определяющей
роли биоразнообразия для устойчивости сообществ. Отсюда следует один
весьма практический вывод - главное внимание (и финансирование) нужно
уделять не физиологии эндемиков и экстремофилов, а физиологии массо-
вых видов растений, которая должна быть изучена в деталях. Прагматиче-
ский подход не совместим с эмоциями.
Для решения связанных с функционированием биосферы вопросов о роли
почв первоочередное значение для России имеют лесные почвы. Почвове-
дение в течение своего развития ориентировалось на нужды сельского хо-
зяйства и, соответственно, почвы агроценозов. Лесным почвам, с их совер-
шенно иной корневой системой, наличием подстилки, измененным вследст-
вие эвапотранспирации круговоротом воды и режимом влаги, уделялось го-
раздо меньше внимания. Далее, необходима экология растительных сооб-
ществ, включая геобиофизику транспортных процессов. Необходим систем-
ный подход и к растению и растительному сообществу. Для изучения пробле-
мы устойчивости биосферы, глобальных изменений, взаимодействия биосфе-
ры и климата эти фундаментальные вопросы требуют хорошо спланирован-
ной программы исследований. Представление о нулевом балансе углерода в
климактерических лесах тоже нуждается в проверке. Если оно не вызывает
сомнений по отношению к отдельному дереву, то на больших площадях
вследствие естественных процессов происходит отпад деревьев и на их мес-
те начинается естественное возобновление и прирост. Будет ли медленное
разложение отпада компенсировано приростом, неясно.
Лесные почвы России содержат около 170 Гт, или 72% от органиче-
ского углерода почв России. Плохо определены запасы углерода в лесной
подстилке, валеже, сухостое, корневых остатках. Они служат источником
углерода для дыхания грибов, которые создают значительную, но недос-
таточно оцененную массу вторичной органотрофной продукции в лесах.
Ориентировочно эта величина может составлять около трети ежегодной
продукции древесной массы; для находящихся в состоянии равновесия
климактерических лесов она равна 80 Мт С/год. Нижнее значение ее мож-
но получить, исходя из оценки массы лигнина, составляющего 20-30% от
древесины. Лигнин разлагается только грибами, и при довольно высокой
степени использования разлагаемого вещества грибами оценочная вели-
чина оказывается не менее 20 Мт С/год. Лесные почвы в общем не под-
вержены антропогенному влиянию, они не теряют гумус в результате
сельскохозяйственной деятельности (данные потери обычно учитывают-
ся при расчетах баланса углерода). Происходит ли прирост устойчивых
форм углерода в лесных почвах, в том числе в локальных бассейнах седи-
ментации?
Органический углерод вечномерзлых почв поступал в долгосрочное (де-
сятки тысяч лет) хранение из сезонно-талого слоя с тундровой растительно-
стью. Зимой разложение прекращалось. Наглядным примером могут слу-
144
жнгь групы мамонтов, но в гораздо большей степени - остатки тундровой
растительности. Отсюда следует до известной степени парадоксальный вы-
вод. что оледенение почв в прошлом приводило к стоку СО2 из атмосферы
и соответствующей эмиссии кислорода в глобальном балансе. Таким обра-
зом. территория Восточной Сибири в прошлом могла играть роль глобаль-
ного резервуара стока СО2. Мощность этого стока оценить трудно, посколь-
ку запасы органического углерода в вечной мерзлоте не определены.
Зато хорошо поддаются определению запасы углерода в торфах на ос-
новании данных торфоразработок. Такие данные имеются для торфяных за-
лежей глубиной более 50 см. При скорости накопления торфа около
0,5-0,8 мм/год возраст этих залежей до 1000 лет. Более точные оценки воз-
раста можно получить по 14С. Линейный прирост торфа сильно зависит от
его уплотнения, большего в глубоких торфяниках.
Оценку запасов углерода в торфяных болотах провел академик
С.Э. Вомперский. Торф представляет не полностью разложенные остатки
растений, пропитанные гумусовыми соединениями. Для ежегодного баланса
углерода России помимо площадег! болот важно знать площадь мелкоотор-
фованных земель. По данным “Торфгеологии”, площадь торфяных болот
России равна 77 млн га. Площадь болот и заболоченных земель, по данным
лесного фонда, составляет 245 млн га. По данным С.Э. Вомперского она рав-
на 369,1 млн га. В болотах сосредоточено 100,9 млрд т углерода, а в заболо-
ченных землях, несмотря на то, что их площадь больше, только 12,6 млрд т.
Эти величины входят в 170 млрд т углерода, депонированного лесными поч-
вами России. 113,5 млрд т углерода в торфопокрытых, избыточно увлажнен-
ных землях представляют один из его главных резервуаров России - в них
содержится более половины запаса углерода гумуса не болотных почв и
в 3,3 раза больше углерода, чем в древесной биомассе лесов. Согласно при-
нятой Российской Федерацией Конвенции по климату она должна охранять
этот главный резервуар предшественников парниковых газов.
Сохранение торфа зависит от его увлажнения. Следует напомнить, что в
США, несмотря на протесты частных владельцев, давно принято законода-
тельство по охране болот как ландшафтов, имеющих общенациональное
значение, правда, имеется в виду главным образом их роль в гидрологиче-
ском балансе страны и водоснабжении.
Основным резервуаром органического углерода на территории России
является органическое вещество почв, в которое наряду с гумусом входят
лесная подстилка и степной войлок. С этим связана еще одна возможность
двойного счета при составлении баланса. Органическое вещество почв Рос-
сии оценил проф. Д.С. Орлов. Общий запас почвенного органического ве-
щества на планете составляет 1700-2400 Гт Сорг. Общие потери Сорг из почв
планеты вследствие землепользования составили 300 Гт, из них на долю па-
хотных земель приходится 60 Гт. Следует, однако, заметить, что оценки Сорг
в почвах и торфах планеты у разных авторов расходятся в несколько раз.
Поскольку Россия занимает около 78 части суши, ее почвы должны содер-
жать около 0,3 • 1012 т С.
Общий запас углерода в гумусе, содержащемся в метровом слое почв и
торфов России, составляет почти 300 Гт, подсчитанный как сумма по почвен-
ным зонам (Орлов и др., 1996, табл. 20).
Ю Возможности предотвращения
145
Гели вычесть из этой величины 100 Гт углерода торфов, то на собственно
почвы приходи гея 200 Гт. Таким образом, органическое вещество почвы пред-
ставляет основной резервуар Сор|. и в соответствии с Конвенцией по климату
подлежит первоочередной охране. Точность величины в 300 Гт Сорг зависит от
очень неполных данных по почвам Восточной Сибири, особенно ее горных
районов. К этой величине близка цифра 373 Гт Сорг и 75 Гт Снеорг двухметрово-
го слоя почв и торфа России, полученная В. Столбовым в IIASA совместно с
сотрудниками Института географии РАН на основе данных цифровой карто-
графии и перевода русской классификации почв в термины международной
классификации. Составленные карты России наглядно иллюстрируют важней-
шие данные углеродного баланса (Stolbovoi, 2002, Stolbovoi, MacCollumn, 2002).
На почвенных картах хорошо отражены запасы гумуса, поскольку это один из
важнейших показателей в почвоведении. При сравнении почв России с почва-
ми других регионов мира видно, что территория нашей страны представляет
область накопления гумуса. Она была резервуаром глобального стока углеро-
да в органическое вещество с послеледникового времени.
В гумус превращаются лишь несколько процентов мертвого органиче-
ского вещества, поступающего в почву. При этом примерно половина этой
величины быстро вовлекается в биологические процессы, составляя так
называемый лабильный гумус, в то время как другая часть уходит в резер-
вуар с длительным временем пребывания углерода. Для равнинных террито-
рий европейской части России запасы органического вещества почвы хоро-
шо согласуются с продолжительностью периода биологической активности
(период биологической активности соответствует среднесуточной темпера-
туре выше 10° при запасе продуктивной влаги в почве 1-2%). Максимум
накопления гумуса приходится на черноземы лесостепной и степной зон,
где на 1 га приходится до 300 т С; в таежной зоне запасы гумуса оценивают-
ся в 50-100 т С/га. Однако из-за площади, занятой тайгой, она составляет
главный резервуар почвенного гумуса. Из этого делают вывод об увеличе-
нии запаса гумуса при потеплении климата. Иным закономерностям подчи-
няется накопление органического вещества в мерзлотных почвах, где основ-
ной формой является негидролизуемый гумин.
Существенное влияние на содержание гумуса оказывает кальций, связы-
вающийся с гуминовыми кислотами. С выходами карбонатных пород связа-
ны азональные отклонения содержания гумуса. Напротив, отсутствие каль-
ция приводит к выносу гумуса и переотложению его в бассейнах аккумуля-
ции. Хорошо известны “коричневые реки” севера европейской территории
России.
Возраст гумуса определяется по |4С и для стабильного гумуса приближа-
ется к 1000 лет. Отсюда средний ежегодный обмен углерода гумуса России
должен был бы составлять около 200 Мт, но на самом деле эта зависимость
нелинейная. Эта величина входит в почвенное дыхание. Превышение обра-
зования гумуса над его потерями при дыхании почвы трудно оценить из-за
очень больших величин, но следует обратить внимание на общее прираста-
ние почвенного слоя с течением времени. Этот процесс можно хорошо про-
следить с помощью палеопочвоведения с датировкой по археологическим
памятникам. При этом опять-таки следует вывод о долгосрочной роли севе-
ра Евразии как наземного стока углекислоты.
146
Социальный интерес представляют очень значительные потери 1умуса
пахотными почвами, приводящие к дегумификации почвы. Основной причи-
ной являются усиление минерализации органических веществ из-за приме-
нения минеральных удобрений, механической обработки, выноса гумусиро-
ванного верхнего слоя. При постоянных системах агропользования содержа-
ние гумуса стабилизируется.
В планетарном масштабе следует обратить внимание на цикл неоргани-
ческого углерода. Он обусловлен образованием и разложением карбонатов
и происходит в основном в океане выше зоны компенсации - ниже этого
уровня происходит растворение карбонатов. Резервуар карбонатных пород
на несколько порядков превышает резервуар органического углерода. Цикл
неорганического углерода тесно связан с циклом кальция. Образование кар-
бонатов представляет биологический процесс, осуществляемый в планктоне
кокколитофоридами и фораминиферами, а в донных осадках - различными
рифостроителями, такими как моллюски и кораллы. Растворение карбонат-
ных пород происходит и в океане, и на суше, но оно лимитируется процесса-
ми на поверхности частиц и пород. Главный резервуар органического угле-
рода в планетарном масштабе представлен керогеном - рассеянным углеро-
дом осадочных пород. По балансовым расчетам он в сумме соответствует
кислороду атмосферы (5%), окислов железа (около 45%), сульфатов моря
(около 50%). Для почв России характерен вынос карбонатов, однако площа-
ди почв, где они доступны для растворения (рендзины) относительно неве-
лики из-за плаща глинистых пород на равнинах. Растворение карбонатов в
процентах от общей эмиссии углерода СО2 составляет в южно-таежной
зоне 3,3%, в лиственных лесах - 6,4%, в лесостепной зоне - 2,1%.
Метан. Россия представляет один из важных глобальных источников ат-
мосферного метана. Величина его продукции на территории России крайне
приблизительно оценивается в 50 Мт С/год, что составляет 10% от глобаль-
ной продукции этого газа. Эмиссия метана в атмосферу зависит от дисбалан-
са в его продукции анаэробными метаногенными бактериями и окисления
аэробными метанотрофными бактериями. Таким образом, бактериальный
цикл метана во много раз больше его эмиссии в атмосферу, которая пред-
ставляет утечку из замкнутого цикла. Стоком для атмосферного метана слу-
жит его фотохимическое окисление. В балансе углерода страны метан пред-
ставляет второстепенную величину, но его парниковый эффект примерно в
20 раз выше (в пересчете на молекулу), чем у углекислоты. Основным источ-
ником метана на планете считается гумидный тропический пояс, причем
большую роль здесь играют рисовые поля. Однако в экваториальной зоне
действует и сильный фотохимический сток метана в тропосфере, в то время
как на севере этот сток ослаблен. Точное определение эмиссии метана
затруднено из-за сильнейших колебаний его выбросов в пространстве и во
времени. Это обусловлено пузырьковым транспортом из мест его образова-
ния в болотах, что создает крайнюю неравномерность процесса. Более дос-
товерными являются интегрированные определения эмиссии метана с боль-
ших площадей по данным, собираемым на метеорологических станциях или
с самолетов. В целом можно сказать, что главным источником метана для
России являются верховые болота, хотя это противоречит имеющимся дан-
ным микробиологических исследований о преимущественной приуроченно-
147
cvh бактерий цикла метана к нейтральным значениям pH. Среди антропо-
генных источников метана обычно упускают из виду открытые разработки
каменного угля, которые из-за газонасыщенности угля оказываются коли-
чественно очень значимой статьей. Утечки метана из газопроводов сущест-
венно связаны с газораспределительной сетью.
Биотический цикл метана включает разложение органического вещест-
ва анаэробными организмами до ацетата и водорода, которые и использу-
ются метанобразующими археями для образования метана. В природных ус-
ловиях России ограничивающими факторами биотического цикла метана
являются низкая температура и низкий pH среды (в почвах обычно ниже
5.5). В результате выполнения климатической программы в ИНМИ РАН
были открыты первые психрофильные метанокисляющие микроорганизмы
с оптимальной температурой ниже 15° и ацидофильные метанокисляющие
организмы Methylocella с оптимумом pH около 5,5. С помощью флуорес-
центных молекулярных зондов доказано широкое распространение ацидо-
филов и высокая численность в болотистых почвах. Эти открытия закрыли
один из важных пробелов в понимании биогенного цикла метана в природ-
ных условиях России. Неясным остается, какие метанобразующие организ-
мы способны действовать при низкой температуре и низком pH.
Закись азота N2O обладает большим парниковым потенциалом. Она об-
разуется микроорганизмами при нитрификации и денитрификации. Оценка
ее эмиссии была произведена в 2003 г. В.Н. Кудеяровым. В природных усло-
виях закиси азота образуется очень мало: эмиссия происходит в основном из
агроценозов, получающих азотистые минеральные удобрения. В условиях
современной России это тоже очень малая величина.
Механизмы
Цикл органического углерода представляет собой количественное вы-
ражение суммарной деятельности биоты, приведенное к единому показате-
лю - граммам углерода. Данные об объеме резервуаров и интенсивности по-
токов позволяют определить приоритеты, а понимание механизмов образо-
вания и разрушения дает возможность влиять на направление процессов.
Поэтому необходимо остановиться на механизмах формирования основных
резервуаров.
Образование геологических резервуаров углерода - неорганического в
виде карбонатных пород и органического в виде керогена находится за
пределами изучения краткосрочных изменений климата. Вывод углерода
керогена из цикла органического углерода обусловлен его физическим
захоронением в тонкодисперсных осадочных породах и их медленными
преобразованиями, например, до черных сланцев. Отложение карбонатов
биотой представляет гораздо более быстрый процесс. Оно идет преимуще-
ственно в теплых мелких водах моря с захоронением в виде биогенных кар-
бонатов. Захоронение органических веществ происходит на шельфе арк-
тических морей.
В биосфере содержание органического углерода в экосистеме представ-
ляет динамический резервуар, обусловленный продукцией и деструкцией.
Обе величины зависят от гидротермического режима, но по-разному. Про-
дукция растительной биомассы прямо зависит от достаточности влаги и дли-
тельности безморозного периода. Поскольку растительные сообщества Рос-
148
emt в iwibiiiinieтве своем развиваются в гумидных условиях, их продукция
определяется длительностью безморозного периода. В условиях гумидного
климата лишь экстремальные события засух имеют катастрофические по-
следствия. Продукция определяется геобиофизикой растительных сооб-
ществ, причем первоочередную роль играют транспортные процессы влаги,
т.е. состояние устьичного аппарата, транспорт в ксилеме и флоэме, состоя-
ние корней. Для оценки этих процессов в физиологии растений необходим
подход к отдельному растению и к растительному сообществу как к систе-
ме. К сожалению, увлечение элементарными .молекулярными механизмами
ограничивает возможность системного понимания процессов на более высо-
ких уровнях интеграции, чем клетка.
Для деструкции зависимость от температуры в физиологических преде-
лах определяется коэффициентом Q10, примерно равным 2. Скорость дест-
рукции при повышении температуры на 10° повышается примерно вдвое.
Поэтому в тропическом климате она идет во много раз быстрее, чем в кли-
мате умеренных зон, и в результате тропическая экосистема имеет потенциал
деструкции, превышающий потенциальную продукцию. В тундре при ма-
лой продукции идет накопление органического вещества. В холодном кли-
мате России важно не только разделение по сезонам преобладания продук-
ции и деструкции, но и критические температуры переключения. Д.Г. Замо-
лодчиков показал на примере тундры Воркуты, что при температуре возду-
ха ниже 14° экосистема работает как сток, а выше этой величины - как
источник СО2. Сходная ситуация имеет место в метаногенных сообществах,
где из-за смены ключевых групп организмов при температуре ниже 15°
в разложении органических веществ происходит образование ацетата гомо-
ацетатными организмами, а выше - метана. Таким образом, изменение тер-
мических условий влияет на перераспределение потоков в метаболизме
сообщества. Такие данные были получены О.Р. Коцюрбенко для метано-
генных сообществ холодных экосистем.
Еще сильнее на процессы разложения органики влияет величина увлаж-
нения почвы. Вода в 1000 раз замедляет диффузию кислорода, поэтому в ув-
лажненных системах аэробное разложение сменяется анаэробным.
Оно идет медленнее, но здесь имеет место и специальный механизм тормо-
жения. В анаэробных условиях не происходит разложение лигнина, посколь-
ку для разрыва связей в нем между фенилпропановыми единицами нужны
оксигеназы. Способностью разлагать лигнин обладают только аэробные
грибы. В результате в анаэробных условиях происходит накопление нераз-
ложившихся растительных остатков - торфа. Блокирование процесса раз-
ложения при наличии анаэробных условий наблюдается и в тропическом
климате, где быстро накапливаются органические остатки в болотах с вы-
носом гумуса “черными реками” - Амазонкой, Нигером, Меконгом. При аэ-
рации торфяных залежей из-за понижения уровня грунтовых вод торф под-
вергается быстрой биологической деструкции.
Удивительным образом массовые, измеряемые многими мегатоннами
процессы не привлекают серьезного внимания исследователей. Основной
резервуар Сорг наземных систем возникает при образовании гумуса, для Рос-
сии он составляет по меньшей мере 200 Мт в год. Накопление гумуса про-
исходит из-за того, что микроорганизмы не могут разложить входящие в его
149
лктав органические вещества. Химический механизм этого важнейшего
природного процесса, преобразующего органические остатки биогенного
происхождения в инертное вещество, изучен лишь в самом общем виде, на
уровне словесного описания. Образование торфа связано с гумификацией
растительных остатков и в результате доступная анаэробному разложению
целлюлоза оказывается защищенной от микроорганизмов.
Обобщая, можно с сожалением констатировать, что интерес к природ-
ным процессам и поощрение исследований определяющих их механизмов
находятся в обратной зависимости от их биосферной значимости. Если су-
дить по объему резервуаров, то главное внимание должно быть уделено
гумусу, затем древесной массе лесов. Поэтому для баланса углерода почво-
ведение играет ведущую роль, а в нем - изучение лесных почв. Если же су-
дить по скорости оборота, то он наиболее велик в массе листьев и других
короткоживущих частей растений и в бактериальной массе деструкторов с
оценочной величиной 1025 бактерий на 17 млн км2 почв России при плотно-
сти их в полуметровом слое, равной 109 клеток/см3 и массе 10 Мт Сорг. Яв-
но недооценивается биосферная роль грибов, как основных деструкторов
древесины.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Требования рамочной конвенции по климату обязывают Россию прове-
сти инвентаризацию этапов углеродного цикла на территории своей юрис-
дикции. Эта работа была выполнена институтами РАН на основе накоплен-
ных ранее материалов по природным ресурсам СССР. Получение новых ма-
териалов требует мониторинга в территориальной сети, что сейчас предста-
вляется нереальным. В общей форме работа по оценке цикла углерода в но-
вых границах была выполнена в 1990-х гг. Она послужила основой для даль-
нейших уточнений. Важнейшими резервуарами предшественников парнико-
вых газов являются гумус почвы, торф, биомасса леса. Согласно Конвенции
они подлежат охране. Основным источником СО2 является дыхание органо-
трофных микроорганизмов почвы, которое в 6-8 раз превосходит антропо-
генную эмиссию. Точное значение резервуаров и потоков в них не может
быть определено как по ограниченности методических подходов, так и
вследствие колебаний величины потоков год от года, обусловленных и вну-
тренними причинами системы, и погодными условиями. Лимитирующим
точность баланса потоков является первичная продукция в 4,4 Гт Сорг/ год,
определенная с точностью 15-20%, т.е. 0,8 Гт/год. В целом территория Рос-
сии с конца ледникового периода явилась глобальным стоком СО2, о чем
свидетельствует накопление более 300 Гт Сорг на этой территории. Киот-
ский протокол требует определения точности потоков 5,2% для эмиссий
1990 г.
Для наиболее мощного источника СО2 - дыхания микроорганизмов поч-
вы - эта точность явно недостижима ни по методикам измерения, ни по меж-
годовым природным колебаниям. Грубая оценка биотического круговорота
России, составляющая 4 Гт С/год, в 10 раз превосходит промышленную эмис-
сию. Какое значение для климата может иметь снижение эмиссии на 10%.
если балансовая оценка естественного круговорота не сходится для России
150
на 20'4' в пользу избыточного стока, формально составляя 0,8 Гт С/год?
Для России наибольшее значение имело бы ограничение деструкции органи-
ческого вещества (“дыхания почвы”) и накопление устойчивого углерода
почв. Но эти большие величины не оговариваются Киотским протоколом,
он ограничивает проблему более или менее точно определяемыми компо-
нентами углеродного цикла страны. Для России они составляют относитель-
но небольшую часть. В этом наша страна отличается от индустриальных
стран с небольшой территорией, где соотношение совершенно иное. Из био-
тических компонентов к ним относятся “леса Киото” — юридически точно
оговоренные ландшафты, площадь их невелика. Проблема находится в
юридической и политической области, поэтому вступление в протокол но-
сит более моральный, чем экологический характер.
Литература
Воздействие глобальных изменений на биосферу / Ред. Н.П. Лаверов. М.: ГНТП, 1995.
Круговорот углерода на территории России / Под ред. Н.П. Лаверова, Г.А. Заварзина;
М-во науки и технологий РФ. М., 1999. 329 с.
Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Феде-
рации. М.: Наука, 1998. 256 с.
Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии: Тез. докл. Пущино, 2000.
Intergovernmental panel of climate change (IPCC). 2002.
Smith L.C., MacDonald GM., Velichko A A. et al. Siberian peatlands a net carbon sink and global
methane source since the Early Holocene Ц Science. 2004.
Stolbovoi V. Carbon in Russian soils // Climatic Change. 2002. Vol. 55. P. 131-156.
Stolbovoi V., McCallum I. Land resources of Russia / IIASA and RAS. Laxenburg, 2002. CD-ROM.
Voronin P.Yu., Makeev A.V., Gukasyan LA. et al. Chlorophyll index and annual photosynthetic carbon
sequestering in Sphagnum phytocenoses Ц Russ. J. Plant Physiol. 1997. Vol. 44. P. 44. P. 23-79.
С.П. Горшков
Географический факультет
Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
ПРОБЛЕМА С02,
ПРИРОДА СОВРЕМЕННОГО ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА
И КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ
12 марта 2004 г.
ПАРАДИГМА ПАРНИКОВОГО ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА
В 1860 г. Дж. Тиндалл (Tyndall) впервые установил, что молекулы СО,,
как и пары воды имеют свойство экранировать инфракрасное излучение.
Это позволило С. Аррениусу (Arrenius, 1896) утверждать, что с колебаниями
концентрации атмосферного СО2 связано чередование ледниковых и меж-
ледниковых эпох в четвертичном периоде и что рост содержания СО,
в воздухе вследствие увеличения сжигания ископаемого топлива ведет к по-
теплению климата. Согласно С. Аррениусу, дополнительное отражение к
Земле уходящей длинноволновой радиации за счет прироста концентрации
СО2 ведет к увеличению содержания водяного пара в атмосфере. Его теп-
личные свойства, выражающиеся прежде всего в поглощении лучистой сол-
нечной энергии, усиливают потепление климата. Аррениус первым заявил о
наличии положительной обратной связи между содержанием СО, и массой
водяного пара с вытекающими из этого последствиями для температурных
условий на Земле.
Следовательно, само отражение СО, - это только перераспределение
уходящей от Земли энергии в длинноволновом диапазоне без изменения ее
баланса на входе и выходе из климатической системы. Только рост содержа-
ния водяного пара ведет к увеличению баланса энергии, т.е. к потеплению
климата. Этим должен нивелироваться или даже перекрываться тот дефи-
цит энергии в верхних слоях атмосферы, который неизбежен вследствие
упомянутого эффекта ее перераспределения.
Р. Шерлок (Sherlock, 1922) уже в первой четверти XX в. утверждал, что
воздействие человечества на климат началось. Во второй половине XX в.
проблеме антропогенного потепления климата под влиянием парникового
эффекта техногенных парниковых газов, особенно СО2, стали уделять ог-
ромное внимание. Представление об определяющей роли СО2 в потеплении
климата, начавшегося с середины XIX в., было развернуто в огромном чис-
ле научных работ. В коллективной монографии “Антропогенные изменения
752
к шмата (19S7) сообщается, что в соответствии с работами по теории кли-
мат при । асчег ах грядущего потепления климата необходимо использовать
следующее соотношение: удвоение концентрации атмосферного СО2 в
домнд)сериальную эпоху ведет к потеплению климата на 3 °C ± 1,5 °C.
Это означает, что приросту концентрации СО2 на 90-100 ppm соответствует
потепление на 1 °C.
Выявление парниковых свойств у метана, окиси азота, галоидуглеродов
и тропосферного озона породило у многих ученых стойкое представление о
грядущей опасности антропогенного перегрева Земли и о необходимости
противодействия. Природные тенденции изменения климата при таком под-
ходе рассматриваются как менее значимые.
Возможно, что жара и засуха 1988 г. в США, когда сбор зерна в этой
стране оказался ниже уровня внутреннего потребления, стали стимулом к
широкомасштабному изучению современного потепления климата огром-
ным коллективом ученых из разных стран. В 1992—1997 гг. проблема потепле-
ния климата перешла на уровень принятия политических решений в форме
Рамочной Конвенции по изменению климата (Рио-де-Жанейро, 1992 г.),
дополняющего ее Киотского протокола (Киото, 1997 г.) и других документов.
Согласно им, противодействием потеплению климата должно стать сниже-
ние выбросов парниковых газов, в первую очередь СО2. Специально огово-
рено, что наличие многих неопределенностей в вопросе о соотношении раз-
личных факторов в современном изменении климата не является помехой
для принятия решений. Лечить климат при неустановленном диагнозе -
таков, по сути дела, императив, записанный в документах ООН в соответст-
вии с единогласным мнением 1500 ученых Межправительственной группы
экспертов по изменению климата (МГЭИК).
В докладе МГЭИК подчеркивается уникальность антропогенного потеп-
ления климата 1975-2000 гг. из-за растущей эмиссии в атмосферу СО2,
СН4, N2O, галоидуглеродов, сажи, тропосферного О3, ибо мощность воздей-
ствия на климатическую систему этих техногенных факторов гораздо боль-
ше, чем природных (Изменение климата, 2003). Правда, имеется оговорка,
что какие-то причины изменения климата могут быть пока не известны.
НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ДИАГНОЗА “БОЛЕЗНИ КЛИМАТА”
И ВОЗМОЖНАЯ ПОЛЬЗА ИЗБЫТКА СО2
Энергетический потенциал климатической системы на пять порядков
превышает всю выработку энергии цивилизацией. Поэтому, хотя в докладе
МГЭИК сделана упомянутая оговорка о наличии неопределенности в изуче-
нии причин потепления климата, это не снижает опасности переоценки воз-
можностей человечества в борьбе с одним из феноменов климатической си-
стемы.
Представление о близящейся антропогенной климатической катастрофе
критиковал ленинградский ученый И.В. Лебедев (1976). Проблему парнико-
вого эффекта он называл мнимой, так как, по его мнению, в геологическом
прошлом климат менялся в зависимости от режима солнечного излучения, а
также изменения альбедо Земли. Накопление в атмосфере СО2 антропогенно-
153
происхождения он считал полезным для человечества, так как это долж-
но повысить продуктивность растительности, в 'гом числе урожайность
сельскохозяйственных куль гур и продуктивное ! ь лесной растительности.
Ьнолои! из Аризонского университета с помощью дендрохронологиче-
ского анализа долгоживущих зонтичных сосен установили, что с 1860 г. ско-
рость их прироста удвоилась и продолжает увеличиваться, что нельзя объ-
яснить только изменениями климата (Castello, 1984).
> величение продуктивности растений группы С3 и снижение потребле-
ния воды многими из представителей растительного мира в ответ на увели-
чение концентрации СО2 рассматривались многими специалистами. Напри-
мер, С. Идсо (Idso, 1984) назвал это явление неожиданным благом.
По Дж. Хотону (Houghton, 1994), удвоение концентрации СО2 в воздухе при-
ведет к повышению урожайности пшеницы и риса на 25%, а соевых бобов -
на 40%. Ныне появились сообщения, что зеленая революция во многом про-
изошла благодаря эффекту фертилизации СО2 (Сорохтин. Ушаков. 2004).
По поводу научной уязвимости выводов МГЭИК В. Сун с соавт. полага-
ют, что, предложенные до сих пор сценарии изменений глобального клима-
та - это лишь условные численные эксперименты по чувствительности кли-
мата, но никак не прогнозы. Существующие оценки потенциально опасных
и катастрофических изменений в окружающей среде вследствие роста со-
держания СО2 и других парниковых газов в атмосфере нельзя считать науч-
но обоснованными и количественно определенными (Влияние.... 2001).
Е.П. Борисенков (2000) указывает на то. что реальных признаков гло-
бального потепления, вызванного парниковым эффектом, нет. Положи-
тельный тренд температуры конца XIX и первой половины XX вв. прервал-
ся коротким промежутком похолодания в 1950-1970-е гг.. т.е. во время рез-
кого роста эмиссии парниковых газов в атмосферу. Потепление последних
лет проявилось в основном за счет холодной, а не теплой половины года и
сопровождалось усилением зональных форм циркуляции атмосферы. По-
добные потепления отмечались в прошлом - так например, во время мало-
го климатического оптимума в начале XVI в.; они сопровождаются усилени-
ем западной формы циркуляции атмосферы.
Е.П. Борисенков рассмотрел многофакторную природу парникового
эффекта на основе численных экспериментов с климатической моделью ну-
левой размерности системы атмосфера - деятельный слои океана - глубин-
ный океан и установил, что к концу XXIII в. потепление за счет парниково-
го эффекта составит +2 °C - +2,5 °C - если рост содержания углекислого
газа в воздухе будет соответствовать существующим сценариям. Однако
увеличение альбедо в случае роста облачности может свести потепление
к минимуму. Возможны и другие варианты изменения климата, связанные
с флуктуациями солнечной постоянной.
По оценке Р. Вильфанда (2003), вклад человечества в современное поте-
пление климата составляет 10—15%, в основном же оно связано с флуктуаци-
ями солнечного тепла, сложно перераспределяющегося на Земле в про-
странстве и времени.
Ю.А. Израэль и др. (2001) подчеркивают, что МГЭИК не определила по-
нятия “опасное воздействие на климатическую систему” (ключевой крите-
рий основной цели Рамочной конвенции по изменению климата). Этим
154
МГ >ИК переложила е ученых на политиков свою ответственность за пони-
мание цене гний и их последствий, реально ведущих к угрожающим измене-
ниям климата. МГЭИК не ответила на вопрос об эффективности внедрения
Киотского Протокола по отношению к тем изменениям климата, которые
предрекаются МГЭИК в случае стихийного развития событий. Между тем
упомянутое вмешательство мало что изменит в эволюции климата, но зато
для экономически уязвимых стран-участниц Киотского протокола может
сыграть роль троянского коня.
Частичное уменьшение озонового слоя стратосферы принято МГЭИК
в качестве антипода выявленному потеплению. Это похоже на ошибку: от-
ражая до 3—4% приходящей на Землю солнечной радиации, ненарушенный
озоновый слой лучше защищает Землю от перегрева, чем в современном со-
стоянии (Александров, Израэль и др., 1992; Кондратович, 1991).
ЦИКЛЫ М. МИЛАНКОВИЧА
И ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ СО,
“Мы живем в ледниковый период”. Так была названа вышедшая в
1967 г. книга молодого доктора наук, будущего академика В.М. Котлякова.
А чем плох для наших дней заголовок: “Мы живем в эру циклов М. Милан-
ковича”? В сущности, оба названия говорят об одном и том же. Еще в 1970-х гг.
с помощью палеотемпературных шкал по изотопам кислорода из глу-
боководных отложений Индийского (Н. Шеклтон, Н. Опдайк) и Тихого
(Дж. Хейс) океанов было доказано, что упомянутым циклам природа Земли
обязана своими регулярными превращениями из теплой зеленой в холодную
белую в течение последних 1,7 млн лет (Дж. Имбри, К. Имбри, 1988). Зако-
номерно, что 11,6 тыс. лет назад наступило межледниковье - голоцен,
в поздней фазе которого ныне находится наш мир. В 1970-е гг. было также
установлено, что около 120 тыс. лет назад, т.е. в межледниковую эпоху, по-
следнюю перед голоценовым (современным) потеплением климата уровень
океана был на 2-10 м выше современного (Ви, Чеппел, 1974). Значит, на-
блюдаемая послеледниковая природная трансгрессия мирового океана еще
не достигла своего максимума, а размеры оледенения на континентах,
а также островах - соответствующего минимума.
Установлено, что “механизм Миланковича” не только обеспечивает ци-
клическое перераспределение бюджета солнечной радиации между высоки-
ми и низкими широтами земного шара в рамках, но и колебания бюджета
солнечного тепла от цикла к циклу (Климатология, 1989). Поэтому циклам
Миланковича в 100 тыс. лет (колебания эксцентриситета орбиты планеты),
41 тыс. лет (колебания наклона земной оси) и 22 тыс. лет (прецессии) соот-
ветствуют крупнейшие изменения климата, соответствующие оледенениям
и межледниковьям, а также крупномасштабных чередований эпох потепле-
ний и похолоданий внутри них.
Кривая температурных условий в Антарктиде в районе станции
“Восток” считается природным календарем изменений климата на Земле в
течение последних 420 тыс. лет. Ученые обратили внимание на асимметрию
этой кривой. Переходы от ледниковых эпох к межледниковым происходили
155
гораздо быстрее, чем от межледниковий к оледенениям. В короткие меж-
ледниковья ники тепла наступали стремительно.
Климатические события разного иерархического уровня соподчинены.
Каждое из них наследует инерцию перекрывающих его по временной ампли-
туде. Несомненно, все это прямо и опосредствованно проявляется в функцио-
нировании климатической системы и ее составляющих - атмосферы, гидро-
сферы и литосферы. Однако эффект наложения климатических макроциклов
разной длительности на протяжении межледниковий даже в голоцене почти
не изучен, хотя это имеет огромное научное и практическое значение.
Так, быстрое таяние огромных материковых ледников в позднеледнико-
вое время и в первой четверти голоцена вызвало изостатическую неустой-
чивость крупнейших блоков литосферы. Вспомним хотя бы о стремитель-
ном - со скоростью около 1 см в год - современном гляциоизостатическом
поднятии участков Балтийского щита. Поднятие этого типа присуще также
Канадскому щиту. Такое воздымание - один из результатов флуктуаций
энергетического бюджета климатической системы Земли, вызванных
астрономическими причинами и пример большой инерционности климати-
ческой системы.
Некоторые глобальные явления в атмогидросфере, как например
Эль-Ниньо, могут иметь причинную связь с изменениями, происходящими с
ротационным режимом и положением Земли относительно оси вращения.
Так, по В.М. Федорову (2003), характер распределения вулканических из-
вержений и соответствующих ему деформаций в земной коре позволяет го-
ворить о возникновении в ней продольных стоячих волн (растяжения и сжа-
тия) с затуханием амплитуды от экватора к полюсам. Волна длиной около
20° в северном и 15° в южном полушарии может быть связана с наложени-
ем прецессионного колебания оси и суточного вращения Земли. В южном,
более океаничном полушарии энергия литосферных катаклизмов может в
наибольшей степени перераспределяться в гидросферу.
Установлено совпадение между проявлениями наиболее сильных земле-
трясений и Эль-Ниньо в Южной Америке и в известной степени во всем ми-
ре (Метеорология и гидрология. 1999. № 6. С. 126). Магнитные бури на
Земле выполняют роль триггера по отношению к землетрясениям (От чело-
века к космосу, 2002). По наблюдениям с 1750 г. установлена прямая связь
температурных колебаний в северном полушарии с магнитной активностью
Солнца с коэффициентом корреляции 95% (Сорохтин, Ушаков, 2002).
Сочетается с действием механизма Миланковича и влияние других кос-
мопланетарных факторов на климат Земли. Это циклические изменения
климата продолжительностью 1850 лет (Шнитников, 1957), 200-250, 55 лет,
22 года и 11 лет. Всего насчитывают более 25 различных по продолжитель-
ности циклов (Westbrook, 1998; Горшков, 2001).
Некоторое увеличение светимости Солнца и солнечной активности, как
выяснилось благодаря прямым наблюдениям, оказывают позитивное влия-
ние на энергетический бюджет Земли, в том числе и в настоящее время.
А то, что ведомая здесь - кривая земных температурных условий можно
сказать со стопроцентной уверенностью.
По данным спутниковых наблюдений, с 1985-1986 гг. получаемая Зем-
лей лучистая энергия Солнца стала меньше возвращаться в Космос в корот-
156
коволноной форме и больше - в длинноволновой (Golovko et al., 2003).
Jго евндегс.чьсгвус г оо уменьшении альбедо Земли, роете поглощения сол-
нечной радиации и оо изменении климата в сторону потепления без вмеша-
гельегва парниковых газов. Между тем МГЭИК указывает на увеличение
альбедо планеты.
1аким образом, влияние солнечно-земных связей на климат Земли, на
функционирование системы атмосфера - гидросфера - литосфера выявля-
ется в рамках целого комплекса наук о Земле. И настоящее время не исклю-
чение.
ВОЗДЕЙСТВИЕ СО. НА КЛИМАТ:
ЕСТЬ ЛИ ОНО И КАКОВЫ ЗАКОНОМЕРНОСТИ?
Одним из доказательств эффективности действия космо-планетарных
сил в рамках “механизма М. Миланковича “ является то обстоятельство,
что температурные изменения опережают флуктуации концентрации атмо-
сферного СО.. По мере температурного усиления гидрологического цикла,
возвращения океана в зону осушенного шельфа, снижения площади льдов,
ледников и снегов на земной поверхности, уменьшения запыленности возду-
ха, распространения растительного покрова, интенсификации биологиче-
ского круговорота и роста массы планетарной биоты Земля впитывала
больше и больше солнечного тепла. Повышение содержания СО. в атмо-
сфере во многом было следствием процессов в живой природе.
И изменения влажности атмосферы, и связанные с ними флуктуации
термического режима Земли в условиях ледниковий и межледниковии пря-
мо зависели от воздействия космо-планетарных факторов, в числе которых
были изменения альбедо и другие отклики климатической системы. В лед-
никовые эпохи по мере похолодания СО. из атмосферы выводился в ледни-
ковые и перигляциальные отложения. По мере их формирования углекис-
лый газ переходил в сингенетичные аутигенные минералы класса карбона-
тов, особенно при накоплении лёссов и лёссовидных пород.
Дефицит газа-биогена в атмосфере должен был оказывать угнетающее
воздействие на живую природу (Горшков, 2001). Криогенный физический
насос прямо пропорционально степени похолодания выкачивал СО. из
атмосферы в литосферу, “принуждая” океан частично восполнять углекис-
лотные потери газовой оболочки Земли. То, что восполнение было лишь
частичным, свидетельствует о решающем воздействии на уровень углекис-
лотного резерва атмосферы другого фактора. Им было живое вещество
планеты.
Восстановление (как и потеря) части резерва атмосферного СО2 прямо
зависело от мощности биологического круговорота, а следовательно — от
гидротермических условий. Геоисторические данные — свидетельство этому.
Величина резерва атмосферного СО2 определялась мощностью биологиче-
ского круговорота на Земле и в своей первооснове — интенсивностью вулка-
низма, главного источника газа-биогена в биосфере. По мнению А.С. Мони-
на и Ю.А. Шишкова (1991), естественные изменения содержания в системе
атмосфера-океан — не причина, а следствие изменения климата.
157
Соотношение между изменением концентрации СО2 и средней темпера-
турой Земного шара н течение четвертичного периода менялось. В прошед-
шие 420 тыс. лет в рамках цикла оледенение - межледниковье, по данным
бурения Гренландского и Антарктического ледниковых щитов (особенно на
станции “Восток") имели место рост концентрации СО2 на 100 млн-1 и подъ-
ем среднеглобальной температуры на 5-6 °C, т.е. была прямая зависи-
мость.
Затем между содержанием атмосферного СО2 и ходом среднеглобаль-
ной температуры наблюдалась обратная зависимость. Почти в течение все-
го юного дриаса (12,9-11,6 лет назад) на фоне резкого падения температуры
на несколько градусов и продолжавшегося похолодания концентрация атмо-
сферного СО2 плавно росла с 235 до 250 ppm. Только в момент резкого
потепления произошел скачок до 260 млн-1. В течение упомянутого холод-
ного интервала резко уменьшились нормы осадков, содержание метана в
атмосфере снизилось с 700 до 450-500 ppm. Тогда на северо-западе Европы
и России среднегодовая температура упала на 4-5 °C, но в конце дриаса все-
го за несколько десятилетий она подскочила на 5-6 °C. В центральной
Гренландии падение и подъем температуры составляли более 10 °C, причем
подъем произошел в течение 10 лет.
Между 11,6 и 0,25 тыс. лет назад концентрация СО2 в воздухе выросла с
260 до 280 ppm без резких скачков. Согласно В.И. Найденову и В.И. Швей-
киной (2001), по данным изотопного анализа углерода годичных колец ста-
рых деревьев, в период 1000-1100 гг. концентрация СО2 в атмосфере СО2
возросла с 240 до 300 ppm. Однако вряд ли эти цифры репрезентативны, так
как в лесу концентрация углекислого газа сильно меняется в течение суток
и, кроме того, может зависеть от густоты древостоя.
Определение содержания СО2 в пузырьках воздуха из ледникового
керна выявило, что в доиндустриальную эпоху на фоне относительно плав-
ного и незначительного роста концентрации СО2 происходили резкие из-
менения температурных условий, амплитуда которых составляла не ме-
нее 2—3 °C. К температурным отклонениям можно отнести большой
голоценовый оптимум атлантического времени, средневековый оптимум
(в это время викинги достигли юго-западного побережья Гренландии и за-
селили его); малый ледниковый период с разделявшим его потеплением
XV и отчасти XVI вв., закончившийся в середине XIX в. Темпы таких пере-
ходов как к потеплению, так и к похолоданию во многих случаях не отли-
чались от скорости потепления 1975—2000 гг. Главным во всем этом явля-
ется то, что до середины XVIII в., т.е. до начала научно-технической рево-
люции, кривая концентрации СО2 почти или совсем “не замечала" клима-
тических флуктуаций.
С середины XVIII в. на фоне начавшегося накопления антропогенного
СО2 в атмосфере произошло резкое падение среднеглобальной температу-
ры - наступил заключительный термический минимум малого ледникового
периода. И только во второй и четвертой четвертях XX в. тенденция роста
температуры и массы атмосферного СО2 совпали, что продолжается и в на-
ши дни.
В период энергетического кризиса 1974—1984 гг. не совсем обычным
был режим эмиссии СО2. Она оставалась на одном уровне, а в отдельные го-
755
ды даже снижалась. Однако это не получило соответствующего отражения
в восходящем тренде концентрации СО2
В 1975—2000 гг. потеплению на 0,4 °C соответствовал рост концентрации
С О2 на 36 ppm (с 332 до 368 ppm). Между тем в течение всей эпохи НТР уве-
личению температуры на 0,8 °C соответствовал прирост содержания на
90-100 ppm.
Подытожим факты. По наиболее долговременным кривым в плейстоце-
не выявляется опережение хода средней температуры Земного шара по от-
ношению к изменению концентрации СО2. Росту первой на 1 °C примерно
соответствует увеличение второй на 20 ppm. В юном дриасе падение средне-
глобальной температуры на несколько градусов сопровождалось увеличе-
нием концентрации СО2 на 15 ppm. В доиндустральную эпоху температурная
кривая отклонялась в обе стороны на 2—3 °C при слабо отрицательном трен-
де на фоне положительного тренда концентрации СО2 - прирост составил
около 20 ppm.
В эпоху НТР увеличению температуры на 0,8 °C соответствовал прирост
содержания СО2 в 90-100 ppm. Это огромная разница с плейстоценом. Прав-
да, когда учитывается рост температуры от самой низкой в 1975 г. до темпе-
ратуры в 2000 г., выявляется, что потеплению на 0,4 °C соответствует при-
рост концентрации СО2 на 36 ppm.
Выводы таковы. В соотношениях между среднеглобальной температу-
рой и концентрации СО2 нет сколько-нибудь четкой закономерности, так
как поведение этих параметров климатической системы больше зависит от
других факторов, относящихся к механизму М. Миланковича. Однако воз-
можен и более мягкий вариант заключения.
В ледниковые эпохи парниковый эффект СО2 был сильнее вследствие
низкой влажности воздуха. В отдельные периоды упомянутый эффект не
согласовывался с температурой даже по направлению изменений. В послед-
ние полтора столетия из-за высокого увлаженения и других причин парни-
ковый эффект СО2 ослаблен примерно в пять раз или даже больше. Вспом-
ним о росте содержания в атмосфере метана, окиси азота, галоидуглеродов,
сажи, тропосферного озона. Возникает вопрос: каковы будут масштабы
дальнейшего уменьшения парниковой роли углекислого газа при потепле-
нии и увлажнении климата, если тепличный эффект этого газа в реальности
не настолько мал, чтобы им пренебречь?
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЮДЖЕТ ЗЕМЛИ
И ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ
МГЭИК указывает на максимальное за последние 20 млн лет содержа-
ние атмосферного СО2 уже в 2000 г., равное 368 млн-1. Согласно МГЭИК,
в 2000 г. по сравнению с 1750 г. радиационное дообогревающее воздействие
парниковых газов (СО2, СН4, N2O, тропосферного О3 и галоидуглеродов) на
климат резко преобладало над остальными факторами его изменения и со-
ставляло 2,78 Вт • м~2.
Доля СО2 в этом дообогреве, согласно МГЭИК, преобладает и состав-
ляет в 1,46 Вт • м-2, т.е. 53%, что весьма спорно. Все это строится на том, что
159
энсрге гический вклад атмосферной влаги распределен по перечисленным
газам. Выше показано, что интенсификация гидрологического цикла -
это главная составляющая механизма потепления климата как результата
роста концентрации парниковых газов. Но современное потепление связа-
но. очевидно, с более широким кругом природных и антропогенных факто-
ров. Наряду увеличением светимости и магнитной активности Солнца, из-за
увеличения водяного пара и облаков снизилось альбедо Земли. Эти природ-
ные изменения дополняются снижением массы стратосферного озона вслед-
ствие причин, связь которых с хозяйственной деятельностью начинает оспа-
риваться. Кроме того, антропогенные факторы “повинны” в росте содержа-
ния озона в тропосфере, а также в увеличении почти вдвое земель под оро-
шением и под водохранилищами, которые вместе с осушенными и подтоп-
ленными землями, а также горячими пятнами мегаполисов сейчас могут
достигать более 1,5 млн км2. Ныне человечество использует для хозяйствен-
ных целей около 4000 км3/год воды, что составляет почти 10% речного сто-
ка (Клиге, 2001) и вся эта масса воды, учитывая испарение с водохранилищ,
уходит в атмосферу.
К событиям, которые трудно разделить на природные и антропогенные,
надо отнести увеличение сроков пребывания без льда водных объектов
суши и участков океана, а также сокращения сроков пребывания сезонного
снежного покрова на ней и экспансии на север растительного покрова бла-
годаря потеплению климата и удобрительному эффекту СО2.
Вышеперечисленные изменения способствуют поглощению лучистой
энергии Солнца. В существенно меньшей степени они “впитывают” проти-
воизлучение парниковых газов, как и облаков, и паров воды.
Попробуем провести грань между общим дополнительным нагреванием
Земли под воздействием природных и антропогенных факторов и работой
парниковых газов, в том числе СО2, в чистом виде.
Солнечная радиация нагревает атмосферу и земную поверхность вслед-
ствие поглощения ее в ультрафиолетовом (0,24-0,40 мкм), видимом
(0,40-0,76) и инфракрасном (0,76-2,4 мкм) диапазонах. В атмосфере это в ос-
новном происходит за счет паров воды, облаков и отчасти озона. Полосы
поглощения их молекул перекрывают значительные участки указанных ди-
апазонов. Небольшую роль в поглощении солнечной лучистой энергии иг-
рают частицы сажи.
Небольшая полоса поглощения СО2 в крайней инфракрасной части
спектра почти не оказывает влияния на все это, ибо перекрывается полосой
поглощения водяного пара, которого в нижней тропосфере в несколько де-
сятков раз больше, чем СО2. Поэтому молекулы атмосферного СО2 практи-
чески не участвуют в поглощении лучистой энергии Солнца, как и СН4,
а также Ы2О, полосы поглощения которых находятся в длинноволновой ча-
сти спектра. Только озон из приводимого списка парниковых газов участву-
ет в формировании энергетического бюджета Земли.
Длинноволновая часть (4—96 мкм) отраженной энергии уходит в космос,
кроме некоторой доли, противоизлучаемой молекулами СО2, СН4, N2O, О3, га-
лоидоуглеродов и воды в диапазонах, соответствующих им полос поглощения.
В докладе МГЭИК за 2001 г. читаем: “Вероятно, что общее количество
водяного пара в атмосфере над многими регионами северного полушария
160
щнрастало на несколько процентов в десятилетие”. И далее “...вырисовыва-
ется картина общего увеличения количества водяного пара над поверхно-
стью и в нижнем слое тропосферы в последние несколько десятилетий...”
(С. 31). Мы напомним также, что растет содержание тропосферного озона.
Попробуем об ьяснить данные наблюдений. Нагрев нижней части тропо-
сферы связан с увеличением солнечной постоянной и солнечной активности,
а также с уменьшением альбедо Земли, что усилило круговорот воды, повы-
сило содержание влаги в атмосфере и вместе с тропосферным озоном уве-
личило энергетический бюджет Земли. Прямое нагревание земной поверх-
ности также возросло.
Но содержание водяного пара значительно уменьшается с понижением
температуры воздуха, т.е. с высотой. Между тем газовый состав атмосферы
сохраняется постоянным до высоты около 100 км. Поэтому верхняя тропо-
сфера, доступная, в той же мере, как и нижняя, для парниковых газов, но с
резко понизившимся содержанием паров воды, остается без признаков гло-
бального потепления, а стратосфера охлаждается. Значит, СО2, другие пар-
никовые газы, за исключением озона, мало что добавляют потеплению кли-
мата. Учитывая разный эффект проявления парниковых свойств СО2, этот
газ с его уникальными свойствами для биоты Земли должен быть реабили-
тирован в глазах экологически активной общественности, ибо императив за-
претительного развития углеродной энергетики, построенный на парадигме
парникового потепления климата, по меньшей мере выглядит спорным.
ПРОБЛЕМА СО2 И КИОТСКИЙ ПРОТОКОЛ
Постепенный переход к безуглеродной энергетике рассматривается в
качестве одного из важнейших условий устойчивого развития (Браун. 2003).
Переход к энергосберегающим технологиям, к почти или совсем безугле-
родной энергетике, к сокращению эмиссии в атмосферу загрязняющих ве-
ществ, в том числе обладающих парниковыми свойствами - все это действи-
тельно актуальные задачи. Однако для бедных стран они будут оставаться
благими пожеланиями, пока в мире не осуществиться отход от экономики
сверхпотребления и стихийного рыночного капитализма, усугубляющего
разрыв между богатыми и бедными странами. А пока многим, если не боль-
шинству стран вряд ли уйти от потребления ископаемого топлива.
Продолжение наращивания использования каустобиолитов представля-
ется как путь к близкой ресурсной и экологической катастрофе. Утвержда-
ется, что это коснется прежде всего ресурсов нефти и природного газа, раз-
веданных запасов которых хватит на 30-40 лет. Однако их новые запасы,
разведанные в течение года, примерно равны величине извлеченных за это
же время. Только в странах Ближнего и Среднего Востока обеспеченность
добычи запасами нефти составляет 100 лет или больше (Демидов, Жабрев,
1996).
Освоение запасов природного газа в упомянутом регионе только начина-
ется, но уже в конце XX в. его доказанные запасы примерно равнялись рос-
сийским. При пессимистической оценке перспектив добычи нефти и природ-
ного газа нс учитываются ресурсы месторождений битуминозных сланцев.
I'o :м<г*и<>( । и предотвращения
/6/
Между тем, их запасы в нефтяном эквиваленте соизмеримы по массе с зале-
жами нефти.
Выдвигается представление о близкой экологической катастрофе
вследствие чрезмерного потепления климата. Биосфера - глобальная
экосистема, обладающая огромной упругостью, т.е. потенциалом саморе-
гулирования. В течение почти 4 млрд, лет ее не разрушили ни медленные,
ни катастрофические космопланетарные изменения, например, некое по-
добие ядерной зимы 65 млн лет назад или максимумы холода ледниковых
эпох. В последний из них (около 24 тыс. лет назад) пыли в атмосфере
было в десятки, а местами в сотни раз больше, атмосферного СО2 време-
нами было почти вдвое меньше, чем сейчас, огромные ледники покрывали
северные материки в высоких и средних широтах, площадь горных ледни-
ков значительно превышала современную, толщина и площадь ледового
покрова морей, океанов, озер и подпрудно-ледниковых водоемов много-
кратно превышала современные. Масса органического вещества почвен-
но-растительного покрова суши была меньше современной более чем в
два раза. Фотосинтез был затруднен из-за низких среднегодовых
температур, дефицита солнечной радиации и низкого содержания СО2
в воздухе. Так как численность видов на Земле более всего связана с пло-
щадью дождевых тропических лесов, биоразнообразие ледниковых эпох
было еще более скудным, чем ныне. Поэтому даже в условиях значи-
тельной антропогенной дестабилизации биосфера будет сохранять свои
средовоспроизводящие функции. Будучи глобальной экосистемой, она об-
ладает огромной упругостью и потенциалом саморегулирования и само-
развития.
Многие антропогенные изменения даже несколько увеличивают этот
потенциал. Это относится и к насыщению атмосферы основным биогенным
веществом - углекислым газом. Удобрительный и антитранспирационный
эффекты СО2 стимулируют рост продуктивности большинства фотосинте-
тиков суши (растения группы С3) - растут урожайность и засухоустойчи-
вость многих сельскохозяйственных культур. С этими процессами в живой
природе может быть связано уменьшение альбедо суши. И это же происхо-
дит благодаря ежегодно возникающим в жарком и даже умеренном поясе
пеленам тропосферного озона над мегаполисами и автострадами с интенсив-
ным движением.
Киотский протокол неприемлем, так как центральное условие в нем -
максимально возможное противодействие эмиссии СО2. Научное обоснова-
ние этой меры очень слабое.
Но даже если оно было бы на 100% верным, способен ли мир с помощью
рычагов стихийного рыночного капитализма начать быстрое движение в
сторону безуглеродной и малоуглеродной энергетики? Поскольку во мно-
гом связано с дорогостоящим переходом к использованию альтернативных
источников энергии, возникает вопрос: откуда возьмутся деньги у бедных,
задолжавших всем и все, стран?
Главная опасность для средовоспроизводящих функций биосферы за-
ключается в проблеме бедности и нищеты растущего населения земного ша-
ра. В большинстве бедных стран уже сейчас население живет за счет ухуд-
шения и разрушения окружающей среды, оно проедает экологические ре-
762
еурсы. Вспомним выражение Л. Брауна, что почва расходуется как нефть.
А леса, животный мир и даже пространство - разве не так же?
Нет сомнения, что внедрение Киотского протокола не добавит средств
для выживания бедным странам, к которым ныне (хочется надеяться, что
ненадолго) относится и Россия.
Противодействие потеплению климата вряд ли даст желаемые результа-
ты. поскольку человечество не в силах воспрепятствовать изменениям, име-
ющим космопланетарное происхождение, как и снизить хозяйственную
нагрузку на биосферу, способствующую потеплению климата. Очень воз-
можно, что проблема снижения эмиссии метана, оксидов азота и озона бо-
лее актуальна для человечества, чем борьба с углеродной энергетикой. При-
нимая всяческие меры к уменьшению содержания СО2 в атмосфере, полити-
ческий истеблишмент большинства развитых стран толкает человечество
на неподготовленный путь развития, угрожающий ускорением разрушения
экологического потенциала Земли.
России, как и другим странам, необходима всеобъемлющая программа
по адаптации природно-хозяйственных и социально-экономических струк-
тур к потеплению.
Автор благодарит академика Ю.А. Израэля за постановку задачи.
Литература
Александров ЭЛ., Израэль Ю.А., Кароль ИЛ., Хргиан А.Х. Озонный щит Земли и его изме-
нения. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 288 с.
Антропогенные изменения климата / И.И. Борзенкова, М.И. Будыко, Э.К. Бютнер и др. Л.:
Гидрометеоиздат, 1987. 405 с.
Борисенков Е.П. Многокомпонентная природа парникового эффекта и некоторые сопутст-
вующие явления // Глобальные и региональные изменения климата и их природные и со-
циально-экономические последствия. М.: ГЕОС, 2000. С. 24-39.
Браун Л. Экоэкономика: Как создать экономику, оберегающую планету. М.: Весь мир. 2003.
392 с.
Ви X., Чеппел Д. Астрономическая теория изменения климата: подтверждение данными с
острова Новая Гвинея И Четвертичное оледенение Земли. М.: Мир. 1974. С. 7-16.
Вильфанд Р. От человека изменение климата зависит лишь на 10 процентов // Известия.
2003. 22 янв.
Влияние антропогенных выбросов СО2 на климат: нерешенные проблемы / В. Сун, С. Балю-
нас, К.С. Демирчан и др. // Изв. РГО. 2001. Вып. 2. С. 1-19.
Горшков С.П. Концептуальные основы геоэкологии. 2-и изд., доп. М.: Желдориздат, 2001.
570 с.
Демидов В.А., Жабрее И П. Перспективы нефтегазоносности и оценка потенциальных ре-
сурсов нефти и газа стран Ближнего и Среднего Востока. М.: Недра, 1996. 81 с.
Израэль Ю А., Груза Г.В., Катцов В.М., Мелешко В П. Изменение глобального климата:
Роль антропогенного воздействия Ц Метеорология и гидрология. 2001. № 5. С. 5—21.
Имбри Дж., Имбри К. Тайны ледниковых эпох. М.: Прогресс, 1988. 264 с.
Изменение климата, 2001 г.: Обобщенный доклад / Ред. Р. Уотсон и др. М.: МГЭИК, 2003.
Клиге Р.К. Глобальные изменения в гидросфере // Глобальные изменения природной среды.
Климат и водный режим. М.: Научный мир, 2000. С. 171-182.
Климатология / О.А. Дроздов, В.А. Васильев, Н.В. Кобышева и др. Л.: Гидрометеоиздат,
1989. 568 с.
Кондратович К В Озоносфера и климат // Человек и стихия. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991.
С. 51-53.
ЛебеОев В.И. О действительных и мнимых глобальных проблемах охраны окружающей сре-
ды и значение их правильного понимания // Вести. ЛГУ. 1976. № 18. С. 12—23.
163
AfoMKM A.C., Шишков ЮЛ, Дилеммы потепления климата // Человек и стихия. СПб.: Гидро-
метеомздат, 1991. С. 47-50.
Нбйденов В.И,» Швейкина В.И. Водный механизм глобального потепления климата Земли //
Глобальные изменения природной среды: Климат и водный режим. М.: Научный мир
2000. С. 161-170.
От человека к космосу / В. Артамонова, А. Барне, Л. Викторова и др. М.: Химия и жизнь,
2002. 264 с.
Сорохтин О.Г., Ушаков СЛ. Развитие Земли: Учебник / Под ред. В.А. Садовничева. М.:
Изд-во МГУ, 2002. 560 с.
Федоров В.М. Особенности широтного распределения вулканических извержений в связи с
вращением Земли и прецессией оси ее вращения // Вести. МГУ. Сер. 5. География. 2003.
С. 6-9.
Шнитников А.В. Изменчивость общей увлажненности материков северного полушария. М.;
Л.: Изд-во АН СССР, 1957. 337 с. (Зап. ВГО. Н.С. Т. 16).
Arrhenius S. On the influense of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground Ц Philos.
Mag. 1896. Vol. 41. P. 237-276.
Castello M. Les plantes dopees par la pollution Ц Sci. et avenir. 1984. № 452. P. 71-75.
Golovko V., Pakhomov L., Uspensky A. The research results of Russian-French scientific project for
global monitoring of the Earth radiation budget from Russian satellites // World climate change con-
ference: Abstracts. Moscow, 2003. P. 363.
Houghton J. Global warming, the complete briefing. Oxford: A Lion Book, 1994. 192 p.
Idso S. The case for carbon dioxide Ц J. Environ. Sci. 1984. Vol. 27, № 3. P. 19-22.
Sherlock R. Man as geological agent. L., 1922. 372 p.
Westbrook G. After Kyoto: Science still probes global warming causes I I Oil and Gas J. 1998. Vol. 96,
№ 3. P. 40-42.
С.М. Семенов
Институт глобального климата и экологии
Росгидромета и РАН
АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗМУЩЕНИЕ
ГЛОБАЛЬНОГО ЦИКЛА С02
26 марта 2004 г.
Возможное изменение климата, его антропогенная составляющая и пос-
ледствия для природных систем оказались сегодня в центре внимания физи-
ки атмосферы, климатологии и экологии (Будыко и др. 1992; Исаев и др.,
1995; Демченко и др., 2001; Кондратьев, 2004). Одним из важных вопросов
этого круга является оценка антропогенного возмущения глобальных био-
геохимических циклов парниковых газов, в том числе, цикла диоксида угле-
рода.
Фактические характеристики компонентов глобального цикла СО2
подробно описаны Межправительственной группой экспертов по измене-
нию климата (МГЭИК) в Специальном докладе о землепользовании, изме-
нении землепользования и лесном хозяйстве (Land Use..., 2000, р. 29-33),
а также в Третьем оценочном докладе (Climate Change 2001, 2001, р. 183 -
238). В доиндустриальную эру (условно говоря, до 1750 г.) концентрация
диоксида углерода в атмосфере в течение тысячи лет варьировала в преде-
лах 280 ±10 ppm (Ibid., р. 185), т.е. была практически постоянной. Поэто-
му считается, что в те времена его естественные потоки между атмосфе-
рой, океаном и наземными резервуарами были близки к состоянию равно-
весия.
С началом индустриализации это равновесие начинает нарушаться.
В атмосферу поступает все больше СО2 из-за сжигания ископаемого топли-
ва (угля, нефти, газа), производства цемента, сжигания попутного и техноло-
гического газа, а также в связи с изменением типа и способов землепользо-
вания. Это дополнительное количество поступающего в атмосферу СО2 на-
чинает циркулировать между атмосферой, океаном и наземными резервуа-
рами (в основном, растениями и почвой). Вследствие этого меняется содер-
жание углерода в этих резервуарах, в том числе в атмосфере.
В данной статье охарактеризованы антропогенные эмиссии диоксида угле-
рода в атмосферу и рассмотрены его основные глобальные потоки, харак-
терные для состояния доиндустриального равновесия, а также их современ-
ные значения.
165
АНТРОПОГЕННЫЕ ЭМИССИИ
ДИОКСИДА УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРУ
Диоксид углерода в настоящее время является наиболее важным парни-
ковым газом по объему антропогенной эмиссии. Источники его антропоген-
ной эмиссии следующие:
-	сжигание ископаемого топлива (газообразного, жидкого и твердого);
-	производство цемента, в ходе которого при обжиге сырья выделя-
ется СО2;
-	сжигание попутного и технологического газа в факелах;
-	изменение типа и способов землепользования;
-	антропогенные лесные пожары.
Охарактеризуем сначала три первых источника эмиссии (условно гово-
ря, “промышленную” эмиссию). На рис. 1 представлены результаты оценок,
полученных в работах (Marland et al., 1994, 1999,2000, 2002). В оригинальной
работе эти оценки даются с 1751 г., однако до 1850 г. объемы эмиссий бы-
ли несущественными. Среднегодовое значение суммарной промышленной
эмиссии СО2 в 1990-е гг. составляло 6,3 Гт углерода в год (Climate Change...
2001, р. 204), что эквивалентно 23,1 Гт СО2. Основной вклад вносят сжига-
ние газа, нефти и угля. Отметим, что с конца 1960-х гг. эмиссия, связанная
со сжиганием нефтепродуктов становится больше, чем связанная со сжига-
нием угля.
Четвертый источник антропогенной эмиссии диоксида углерода - из-
менение типа и способов землепользования. Это несколько более слож-
ный, требующий пояснений процесс. Экосистемы суши содержат значи-
тельное количество углерода, входящего в состав наземной и подземной
частей экосистем. Основное его количество заключено в надземных частях
растений и в почве. Всего в экосистемах суши содержится 2500 Гт углеро-
да, в том числе 500 Гт в биомассе наземных растений и 2000 Гт - в почве
(Land Use..., 2000, р. 30). Однако распределение содержания углерода по
различным типам экосистем - биомам - неравномерно (табл. 1). Значения
средней плотности содержания углерода в экосистеме в целом, приведен-
ные в правой колонке этой таблицы в знаменателе, указывают на то, что
пахотные земли в этом отношении беднее остальных, если не считать пу-
стынь и полупустынь. Это означает, что при изменении типа землеполь-
зования, например, при сведении леса и распашке этой территории, напри-
мер под посевы, количество углерода, связанного в экосистеме, умень-
шится. В зоне северных лесов это уменьшение будет очень существен-
ным - на 80%. При этом углерод, ранее содержавшийся в экосистемах,
поступает в атмосферу с углекислым газом и переходит из непарниковой
формы в парниковую, усиливая парниковый эффект. Применяя специаль-
ные способы землепользования, можно способствовать ослаблению это-
го потока. Наконец, существует и обратный процесс: так, пустоши (бро-
шенные поля и пастбища), превращаясь в лесные экосистемы, становятся
богаче углеродом.
Процесс сведения лесов происходил практически всегда: человечество
нуждается в продукции сельского хозяйства сильнее, чем в продукции лесно-
го хозяйства. В Северной Америке, на территории бывшего Советского
166
хчю
Рис. 1. Глобальная антропогенная эмиссия СО2 в атмосферу, связанная со сжиганием газа (У),
нефтепродуктов (2), угля (3), с производством цемента (4), со сжиганием попутного и техно-
логического газа в факелах (5) и суммарная эмиссия из источников (0)
По: (Marland et al., 2002)
Союза площадь сельскохозяйственных угодий была наибольшей в середине
XX в. Однако темп роста их площади в тропических регионах уже в
1960-е гг. превысил это значение для регионов с умеренным климатом (Land
Use..., 2000, р. 30).
В работах Р. Хоутона (Houghton, 1991; 1994; 1999; 2003), Р. Хоутона с со-
авт. (Houghton et al., 1999; 2000; Houghton, Hackler, 2002) подробно проанали-
зированы эти процессы. Так, уже в первой из указанных работ предложено
рассматривать следующие основные типы изменения землепользования,
Таблица 1
Площадь основных биомов суши, содержание углерода
в надземных частях растений и в метровом слое почвы
Биом	Площадь, 2 млн км	Содержание углерода (числитель - общее, Гт, знаменатель - плотность, Гт на млн км2)		
		в растениях	в почве	общее
Тропические леса	17,6	212/12,0	216/ 12,3	428/ 24,3
Леса умеренной зоны	10,4	59/5,7	100/9,6	159/15,3
Северные леса	13,7	88/6,4	471/34,4	559/40,8
Тропические саванны	22,5	66/2,9	264/11,7	330/14,7
Луга умеренной зоны	12,5	9/0,7	295/23,6	304/24,3
Пустыни и полупустыни	45,5	8/0,2	191/4,2	199/4,4
Тундра	9,5	6/0,6	121/12,7	127/13,4
Заболоченные земли	3,5	15/4,3	225/64,3	240/68,6
Пахотные земли	16,0	3/0,2	128/8,0	131/8,2
Суммарно	151,2	466/3,1	2011/13,3	2477/16,4
Источник: Wissenschaftlicher Beirat..., 1998, noz Land Use..., 2000.				
167
которые приводят к изменению содержания углерода в экосистемах суши
(используется терминология FAO - Food and Agriculture Organization):
-	преобразование природных экосистем в земли постоянного использо-
вания (land under permanent crops) - угодья, находящиеся под многолетними
растениями, которые выращиваются не с целью получения древесины
(например, фруктовые сады);
-	преобразование природных экосистем в пахотные земли с переложной
системой земледелия, предусматривающее распашку, сельскохозяйствен-
ную эксплуатацию земли, краткосрочную залежь (перелог), т.е. естествен-
ное зарастание на период от 8 до 15 лет, и затем вновь распашку;
-	перевод природных экосистем в пастбища;
-	оставление пахотных земель на естественное зарастание (залежь);
-	превращение выпаса скота на пастбищах, приводящее к их зараста-
нию;
-	заготовка древесины в лесах;
-	создание древесных плантаций (посадки).
В зависимости от периодичности последние два мероприятия могут рас-
сматриваться как приемы ведения хозяйства, а не как изменение типа земле-
пользования.
В результате хозяйственной деятельности описанных типов складывает-
ся глобальный антропогенный нетто-поток СО2 с поверхности суши в атмо-
сферу. Оценка этого потока за 1850-2000 гг. была выполнена в работах
Р. Хоутона и Хеклера (Houghton, Hackler, 2002); Р. Хоутона (Houghton, 1999,
2003). Его величина показана на рис. 2. Анализ кривой, показанной на ри-
сунке, свидетельствует, что за 150 лет нетто-эмиссия этого вида выросла бо-
лее, чем в 40 раз. В 1990-е гг. она достигла 2164 Мт углерода в год, что соот-
ветствует 8,1 Гт СО2. Это составляет 35% от суммарной среднегодовой эмис-
сии, связанной со сжиганием ископаемого топлива, производством цемента
и сжиганием попутного и технологического газа. Таким образом, значения
этих двух видов глобальной антропогенной эмиссии СО2 соизмеримы.
Вместе с тем между этими процессами есть важное различие. Уменьше-
ние содержания нефти и угля в результате сжигания - практически необра-
тимый процесс. Обратный процесс, т.е. их образование из растительных ос-
татков, как известно, требует весьма специфических условий среды и дли-
тельного времени, не сравнимого по масштабам со временем, используемым
в прикладных климатологических исследованиях. Короче говоря, эти обрат-
ные процессы можно не принимать во внимание, а процесс перевода углеро-
да из непарниковой формы в парниковую при сжигании ископаемого топлива
считать необратимым.
Иное дело - уменьшение содержания углерода в наземных резервуарах
при эмиссии.СО2, связанной с изменением типа и способов землепользова-
ния. Если прекратить использовать некогда лесопокрытые территории в
иных хозяйственных целях, то лес будет восстанавливаться. Этот процесс
займет порядка 100 лет, причем углерод будет поглощаться из атмосферы
и накапливаться в экосистеме. При этом тип леса не обязательно будет
совпадать с тем, что был до сведения: в ходе процесса сукцессии видовой со-
став лесной экосистемы будет постепенно меняться. Таким образом, здесь
мы имеем дело с обратимыми в течение около 100 лет изменениями распре-
168
'>00
1850	1870	1890	1910	1930	1950	1970	1990
Годы
Рис. 2. Глобальный нетто-поток СО2 с поверхности суши в атмосферу, связанный измененем
типа и способов землепользования
Источник: (Houghton, Hackler, 2002)
деления углерода в естественных резервуарах, и это необходимо учитывать
при количественных оценках влияния антропогенных эмиссий на содержа-
ние СО2 в атмосфере.
Антропогенный СО2 своими свойствами, конечно, ничем не отличается от
естественного, т.е. поступающего в атмосферу за счет естественных процес-
сов (выделения морскими и наземными растениями при дыхании, образования
при естественных лесных пожарах, при дыхании животных и бактерий).
Любая молекула СО2 в атмосфере в конце концов поглощается океаном, во-
дами суши, наземными растениями или же оказывается в воздушных полостях
приповерхностного слоя литосферы в свободном или “вмороженном” в лед
виде в составе воды, мертвого органического вещества или пузырьков возду-
ха. Однако это - не безвозвратное удаление диоксида углерода из атмосферы.
В дальнейшем молекулы освобождаются и вновь поступают в атмосферу
(кроме разве что попавших в вечную мерзлоту глубже слоя ее сезонного тая-
ния). Антропогенная эмиссия диоксида углерода возмущает его глобальный
биогеохимический цикл, изменяя потоки между геофизическими средами,
что, в свою очередь, ведет к изменению содержания в них (в том числе, в
атмосфере) углерода. Естественный глобальный цикл СО2 и его антропоген-
ное возмущение будут подробнее рассмотрены в следующем разделе.
ГЛОБАЛЬНЫЙ ЦИКЛ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА
Охарактеризуем сначала основные естественные глобальные потоки СО2
на качественном уровне. Диоксид углерода, содержащийся в атмосфере, рас-
творяется в поверхностных водах океана. В океане он находится в составе:
- растворенных неорганических соединений (DIC - dissolved inorganic
compounds), а именно, физически растворенного СО2 (не-ионная форма,
169
примерно 1% от общего содержания DIC), бикарбонат-иона НСО3 (91%) и
карбонат-иона СО,' (8%); между этим формами углерода в океане поддер-
живается состояние динамического равновесия: СО2 + Н2О + СО," ♦*
*♦ 2НСО3, которое определяется парциальным давлением СО2 в припо-
верхностном слое воздуха; в формировании этого равновесия участвует про-
цесс выведения углерода из океана в донные отложения в виде карбоната
кальция СаСО3, а также условия среды в океане, в том числе температура
и pH;
-	живых организмов;
-	растворенных органических соединений (DOC - dissolved organic com-
pounds);
-	взвешенных органических соединений (РОС - particulate organic com-
pounds).
Углерод, находящийся в океане в неорганической форме, за счет фото-
синтеза переходит в биомассу фотосинтезирующих организмов (в основном
фитопланктона) в поверхностном эуфотическом слое океана. Этот поток -
первичная продукция (GPP - gross primary production). Выделяемый при ды-
хании фотосинтезирующих организмов СО2 пополняет запасы неорганиче-
ского углерода. Остаток - чистая первичная продукция (NPP - net primary
production). Углерод, находящийся в составе фотосинтезирующих организ-
мов, либо оказывается затем в составе мертвого органического вещества,
либо переходит в состав живых организмов следующих трофических уров-
ней. При их дыхании выделяемый СО2 пополняет запасы неорганического
углерода, а их физиологические выделения - запасы взвешенного и раство-
ренного органического вещества. После их гибели углерод, содержавшийся
в их биомассе, переходит в состав мертвого органического вещества (детри-
та), которое разрушается редуцентами до состояния взвешенного и/или рас-
творенного органического вещества. При этом СО2, выделяемый при дыха-
нии редуцентов, пополняет запасы неорганического углерода. Взвешенные
и растворенные органические вещества окончательно разлагаются при уча-
стии бактерий, при этом также выделяется СО2, пополняющий запасы неор-
ганического углерода. Все эти процессы сопровождаются переносом орга-
нических соединений, содержащих углерод, с поверхности вглубь океана.
В отличие от потоков углерода на суше, в океане весьма существенен его
перенос в горизонтальном направлении. Потоки углерода в океане характе-
ризуются высокой степенью замкнутости. Это означает, что по сравнению
с описанными выше потоками, осуществляющими круговорот углерода
внутри океана, нетто-поток из океана в атмосферу и поток, описывающий
“безвозвратное” захоронение углерода в донных отложениях в виде СаСО3,
весьма малы. Количественные оценки будут приведены в этом разделе
далее.
Отметим, что поглощение неорганического углерода в поверхностном
эуфотическом слое океана фотосинтезирующими организмами понижает
его концентрацию и способствует растворению следующих порций СО2 в
поверхностном слое океана. Ведь при заданной концентрации СО2 над по-
верхностью океана поток из атмосферы в океан тем больше, чем меньше
170
его конце. н i рация в поверхностном слое океана при одинаковых прочих
условиях ерсды. Происходящее при этом гравитационное опускание и пе-
ренос о i мерших организмов в более глубокие слои океана способствуют
(наряду е другими физическими процессами) поддерживанию потенциала
noBcpxHOCiHoro слоя в аспекте растворения все новых порций атмосфер-
ного СО2. Этот механизм называется “биологическим насосом”. Однако
следует иметь в виду, что в формировании антропогенного возмущения
потоков СО2 этот механизм, по-видимому, не может играть ведущую
роль. Ведь согласно доминирующей точке зрения, растворенный углерод
не является лимитирующим фактором при образовании первичной про-
дукции в океане, и увеличение его концентрации не увеличивает “оборо-
тов” биологического насоса.
В наземные системы диоксид углерода поступает в основном в процес-
се фотосинтеза растений. Этот поток - первичная продукция (GPP). За вы-
четом дыхания растений, в ходе которого СО2 выделяется обратно в атмо-
сферу или в почву (дыхание корней), остальное количество есть чистая
первичная продукция (NPP), пополняющая биомассу растений. Углерод,
входящий в состав биомассы растений, либо выделяется в атмосферу в ви-
де СО2 при пожарах, либо поступает на следующий трофический уровень
при питании растительноядных животных (и далее на следующие трофи-
ческие уровни), либо переходит в состав мертвого органического вещест-
ва. Отмершие организмы растений и животных подвергаются деструкции
при участии животных, грибов и бактерий. Конечный этап этого процесса -
разложение органического вещества до углекислого газа и воды. При этом
часть мертвого органического вещества — детрита - разлагается сравни-
тельно быстро, а СО2 выделяется в атмосферу за счет дыхания редуцентов.
Другая часть отмершей органики разлагается существенно медленнее -
она переходит в депо так называемого “измененного почвенного углерода”
(modified soil carbon). Очень небольшая часть последнего переходит в со-
стояние, устойчивое к разложению - инертный запас углерода (inert carbon
pool), который разлагается еще медленнее. Что касается потока углерод-
ных соединений из наземных экосистем в пресные воды и затем в океан, то
существенно меньше потоков, осуществляющих обмен СО2 между назем-
ными системами и атмосферой.
На рис. 3 воспроизведены из работы В. Бровкина и др. (Brovkin et al.,
2002) глобальные потоки СО2 и ассоциированные с ними запасы углерода,
аккумулированные различными резервуарами — атмосферой, океаном и
наземными системами — в состоянии доиндустриального равновесия.
Реконструкция проведена с использованием модели CLIMBER. Отметим
некоторые характерные черты глобального цикла диоксида углерода, ко-
торые в значительной степени сохранились и сегодня. Во-первых, большая
часть глобальных запасов углерода — 38 321 Гт из 40 851, участвующих в
глобальном цикле СО2, т.е. 94%, сосредоточена в океане. Из них 38 240 Гт,
т.е. 99,8%, - это углерод в составе растворенных неорганических соедине-
ний - DIC. Содержание углерода в атмосфере, наземной биомассе и почвах
равно 600, 850 и 1080 Гт соответственно. Потоки, осуществляющие обмен
СО2 между атмосферой и океаном и между атмосферой и наземными сис-
темами близки по значению и составляют 74 и 55 Гт в год соответственно.
171
Атмосфера
600
Рис. 3. Потоки СО2 между атмосферой, океаном и наземными системами в доиндустриальную
эру (Гт С в год) и ассоциированные с ними запасы углерода в различных резервуарах (Гт С)
Из: Brovkin et al., 2002. Р. 86-89
Тот же порядок имеют потоки между основными океаническими резервуа-
рами (Гт в год):
-	поток DIC -* морская биота (первичная продукция) равен 44, а обрат-
ный поток - 14 (автотрофное дыхание);
-	поток морская биота -* DOC + РОС (выделения, отмирание морских
организмов и их деструкция) - 30;
-	поток DOC + РОС -» DIC (разложение детрита, гетеротрофное дыха-
ние) - 30.
В наземных экосистемах содержание углерода в биомассе и в почвах
примерно одинаково - 850 и 1080 Гт.
Следует отметить, что, хотя приведенные на рис. 3 глобальные потоки,
характеризующие цикл СО2, многообразны и имеют весьма различную
природу, определяющим процессом является разделение общего глобально-
го содержания “подвижного” углерода на газообразный, атмосферный ком-
понент и океанический растворенный неорганический компонент - DIC.
Действительно, согласно данным, приведенным на рис. 3, эти резервуары
содержат 600 и 38 240 Гт углерода соответственно, причем потоки
“атмосфера ** океан” и “атмосфера наземные системы” были уравно-
вешенными.
Проделаем теперь такой мысленный эксперимент. Изымем из океана
углерод, содержавшийся во взвешенных органических веществах (РОС),
растворенных органических веществах (DOC) и в биомассе, а из наземных
систем - весь углерод, находящийся в биомассе и почвах. Сумма этих вели-
чин составит 2011 Гт. Ни океанические DIC, ни атмосферный СО2 этого “не
172
«амегчг" - ведь сколько углерода в них поступало из изъятых резервуаров,
сголько же уходило обратно. Теперь добавим в атмосферу количество СО2,
эквивалентное изъятым 2011 Гт углерода. Если “запретить” наземным и
океаническим растениям существовать, то это дополнительное количество
СО: в конце концов, распределится между атмосферой и океаном в пропор-
ции о00 : 38 240.
Если пренебречь обратными связями, порождающими нелинейность
эффекта, в том числе, влиянием увеличенного содержания СО2, ухудшаю-
щего его растворимость (Climate Change..., 2001, р. 197) из-за понижения
pH поверхностного слоя океана и возможного увеличения температуры
вследствие усиления парникового эффекта, то легко рассчитать, что при
этом содержание диоксида углерода в атмосфере увеличится на
2011 • [600/(600 + 38240)] = 31 Гт, т.е. на 5,2%. Это - крайне незначительное
увеличение. Достаточно вспомнить, что в последние 750 лет до начала инду-
стриальной эры (с начала XI до середины XVIII в.) концентрация диоксида
углерода в атмосфере испытывала естественные колебания в пределах
3,6%, а именно, колебалась в пределах 280 ± 10 ppm (см.: Climate Change...,
2001, р. 185). Таким образом, в первом приближении распределение неорга-
нического углерода между атмосферным и океаническим резервуарами в
значительной мере определяет его содержание в атмосфере.
Разведанные мировые запасы нефти и угля оцениваются сейчас в 157 и
1000 Гт (экономически эффективные месторождения); освоенные ресурсы
газа к 2001 г. составляли 164 трлн м3, а разведанные и невскрытые -
до 530 трлн м3 (Путилов, 2003, с. 61, 65). Употребляя коэффициент 0,7 кг/м3
для оценки массы газа, суммарные мировые запасы всех трех видов топлива
оцениваются как [157 + 1000 + 0,7 • (164 + 530)] = 1642,8 Гт. Будем полагать,
что это - чистый углерод, что приведет, естественно, к получению далее
заведомо завышенных оценок. Если мгновенно добавить эквивалентное
количество СО2 в систему, изображенную на рис. 3, то (в предположении о
линейности процессов перераспределения углерода по представленным там
резервуарам) после достижения нового равновесия содержание диоксида
углерода в атмосфере увеличится на 1642,8 • (600/40851) = 24 Гт(С), или
на 4%, что практически находится в пределах естественных колебаний. Кро-
ме того, 4% от доиндустриальной концентрации диоксида углерода -
280 ppm — составляют примерно 11 ppm. В соответствии с моделью “измене-
ние концентрации СО2 -» изменение приповерхностной температуры”,
предложенной в работе Ю.А. Израэля и С.М. Семенова (2003, с. 536), соот-
ветствующее увеличение равновесной температуры в приповерхностном
слое составит 0,11 °C, что весьма незначительно и не может дать повода для
беспокойства в практическом плане. Достаточно напомнить, что по совре-
менным оценкам увеличение средней глобальной температуры в приповерх-
ностном слое с начала индустриальной эры к настоящему времени уже
составило 0,6 °C (Climate Change..., 2001, р. 3).
Казалось бы, эти оценки указывают на то,что обеспокоенность по пово-
ду антропогенного вмешательства в климатическую систему Земли, сущест-
вующая сейчас у общественности и политиков, по меньшей мере преувели-
чена. Однако это не совсем так. Во всяком случае, сказанное выше не гаран-
тирует отсутствия серьезных последствий. Ведь приведенные выше оценки
173
являются асимптотическими, т.е. относятся к новому состоянию равновесия.
Они не несут никакой информации о том, в каких пределах будет изменять-
ся атмосферная концентрация СО2 в процессе установления новых равно-
весных значений содержания углерода в различных резервуарах и потоков
между ними. Ведь первая среда, куда вначале поступают антропогенные вы-
бросы СО2 - атмосфера. И если время выведения из нее диоксида углерода
велико или же выведенные порции газа потом быстро возвращаются обрат-
но, то высокая концентрация в атмосфере может поддерживаться долгое
время. Например, в рассмотренных выше мысленных экспериментах в на-
чальный момент времени содержание диоксида углерода в атмосфере скач-
ком увеличивается в несколько раз. Если оно будет поддерживаться доста-
точно долго, то последствия этого для климатической системы Земли могут
оказаться существенными, хотя асимптотическое состояние, похоже, и не
несет в себе риска негативных последствий. Ведь какие температуры в при-
поверхностном слое и на сколь продолжительное время будут устанавли-
ваться при этом переходном процессе a priori не ясно. Именно поэтому де-
тальное исследование антропогенного возмущения глобального цикла угле-
рода - не только его асимптотических свойств, но и переходного процесса, -
весьма важно в прикладном плане.
О современном состоянии глобального цикла СО2 достаточно много из-
вестно благодаря проведенным в конце XX в. интенсивным исследованиям
по проблеме возможного изменения климата вследствие антропогенного
усиления парникового эффекта. Сводка современной информации по этому
вопросу дана в последних докладах МГЭИК (Land Use..., 2000; Climate
Change..., 2001). Воспроизведем несколько балансовых диаграмм, характе-
ризующих современные значения запасов подвижного углерода в различ-
ных природных резервуарах и потоков между последними.
На рис. 4 представлены запасы углерода в природных резервуарах и по-
токи СО2 между ними. Эти величины характеризуют средние значения за
период 1989-1998 гг. Оценки базируются на работе (Schimel et al., 1996), на
определенной процедуре учета временных трендов. При сравнении рис. 3
и 4 видно, что содержание углерода во всех природных резервуарах к настоя-
щему времени возросло. Возросли и потоки, осуществляющие транспорт
углерода между атмосферой и океаном и между атмосферой и наземными
системами.
Указанный на рис. 4 уровень обмена углеродом между атмосферой и
океаном, равный 90 Гт в год - лишь приближенная характеристика пото-
ков, приведенная, чтобы показать степень их сбалансированности. На са-
мом деле есть некоторый дисбаланс - поток углерода из атмосферы в океан
равен 90, а обратный поток - 88 Гт. Обратим внимание и на то, что нет-
то-поток из атмосферы в наземные системы весьма неопределенный -
0,7 ± 1,0 Гт в год. По этой оценке нельзя даже судить о том, являются ли
наземные системы нетто-источниками или же нетто-стоками углерода.
К настоящему моменту в понимании этого вопроса произошли некоторые
изменения, чего мы коснемся несколько далее в связи с антропогенной
эмиссией из-за изменения типа и способов землепользования. Заметим,
чгго на рис. 4 единственный антропогенный поток СО2 в атмосферу -
(6,3 ± 0,6) Гт(С) год-i — связан со сжиганием ископаемого топлива и произ-
174
Атмосфера ~ 760
Накопление 3,3 ± ОД
Ископаемое топливо и
производство цемента
6,3 ± 0,6
Нетто-поглощение
наземными системами
0,7 ± 1,0
Нетто-поглощение
океаном
2,3 ± 0,8
Океан = 39000
Обмен между
атмосферой и
океаном ~ 90
Глобальная чистая
первичная продукция ( )
Дыхание и пожары ( )
” ~ 60
Осаждение » ОД
Рис. 4. Глобальные запасы углерода в природных резервуарах (Гг С) и потоки СО2 между ними (Гг С в год) (Land Use..., 2000,
р. 30): средние значения за период 1989-1998 гг.; оценки базируются на работе (Radiative forcing..., 1996)
Ископаемые органические
соединения и содержащие
углерод минералы
Растительность ~ 500
Почва и детрит ~ 2000
Суммарно = 2500
Сток = 0,8
водством цемента. Отметим также, что поток, описывающий выведение
углерода н» океана, (осаждение) намного меньше прочих. Он важен при
анализе исторической эволюции запасов углерода в различных природных
резервуарах и потоков между ними, но на временном горизонте в несколь-
ко сотен лет его можно не рассматривать - этот процесс не способен за-
метно изменить содержание углерода в океане.
На рис. 5 показаны современные глобальные потоки углерода в океане.
Обратим внимание на большие значения биотических потоков углерода -
они сравнимы с абиотическими, а иногда и превосходят их. Например, поток
DIC из верхнего 100-метрового слоя океана в нижележащий равен 33 Гт в год,
а поток углерода, переходящего из растворенной неорганической формы в
состав фотосинтезирующих организмов (образование чистой первичной
продукции - NPP) - 45 Гт в год. Далее, “мягкая”, некальцинированная состав-
ляющая мертвого органического вещества - детрита - экспортируется
в виде DOC и РОС из верхнего 100-метрового слоя в нижележащий в коли-
честве 11 Гт в год и там переходит в растворенную неорганическую форму
(DIC). Прямой же физический транспорт DIC равен 33 Гт в год. Это - срав-
нимые величины.
Из рис. 5 также ясно, что из верхнего 100-метрового слоя океана в ниже-
лежащий слой (100-3500 м) ежегодно поступает 44 Гт углерода за счет фи-
зического транспорта его растворенных неорганических соединени ((DIC) и
растворенных и взвешенных органических соединении - DOC и РОС. Выво-
дится же за счет физического транспорта обратно из слоя 100 - 3500 м
в верхний 100-метровый слой лишь 42 Гт. При этом поток из слоя
100-3500 м в придонный слой гораздо меньше - 0,1 Гт в год. Это означает,
что в слое 100-3500 м накапливается около 2 Гт углерода в год. что соответ-
ствует нетто-потоку из атмосферы в океан. Таким образом, в первом при-
ближении весь нетто-поток углерода из атмосферы в океан пополняет запас
углерода в слое 100-3500 м.
Как уже упоминалось, процессы поглощения и выделения СО2 наземны-
ми системами в количественном отношении изучены несколько хуже, что
приводит к неопределенности даже знака потока. На рис. 6 приведены пото-
ки диоксида углерода и атмосферы в наземные экосистемы и обратно. При
этом они упорядочены слева направо в порядке возрастания времени удер-
жания углерода соответствующими наземными резервуарами. Отметим, что
СО2 из атмосферы поступает в наземные системы в основном благодаря
растениям. В воде межклеточного пространства листьев и хвои физически
растворяется 270 Гт углерода в год (Farquhar et al., 1993; Ciais et al.. 1997;
Climate Change..., 2001, p. 190). что составляет 36% от общего современного
содержания СО, в атмосфере. Эти оценки были получены с помощью кис-
лородной метки - изотопа 18О. Однако 150 Гт из этого количества возвра-
щается обратно в атмосферу, не вегу
ICI
8 ни в какие химические реакции.
Ос-
тальные 120 Гт участвуют в процессе фотосинтеза и составляют первичную
продукцию экосистем (GPP - gross primary production). Из низ 60 быстро вы-
деляется обратно в атмосферу в процессе дыхания растений (автотрофное
дыхание). Остальные 60 - чистая первичная продукция (NPP - net primary
production), идущая на прирост биомассы растений. Это - “краткосрочное
депо углерода”.
176
GPP
NPP
103	45
CO2 + H2O + COf
2HCQ3
Автотрофное дыхание 58
Зоо-
планктон
DIC в поверхностных водах
Гетеротрофное дыхание 34
| Донные отложения
Ряс. 5. Современные глобальные потоки углерода в океане, Гт С в год (Climate Change..., 2001, р. 188); исходные данные - из
работ IMilliman, 1993; Carbon cycle..., 1994; Falkowski et al., 1998; Schlitzer, 2000)
-
Нарушения
~ 9 Гт С год-1
NPP
~ 60 Гт С год ’1
Среднесрочное
депо
углерода
Долгосрочное
депо
углерода
NEP
~ 10 Гт С год1
NBP
~ ± 1 Гт С год-1
Рис. 6. Современные глобальные потоки углерода между атмосферой и наземными экосисте-
мами (Land Use..., 2000, р. 35), Гт С в год; исходные данные - из работы (The terrestrial carbon
cycle..., 1998)
Отмершая масса растений поступает в резервуар, называемый “средне-
срочное депо углерода” - мертвое органическое вещество (детрит).
Чистая продукция экосистемы (NEP - net ecosystem production) есть NPP
минус поток, связанный с разложением мертвого органического вещест-
ва - гетеротрофное дыхание. Оно включает в себя углерод, выделяемый
в атмосферу при разложении органических остатков почвенной биотой и -
условно - потребление растительной биомассы растительноядными жи-
вотными. Характерное время этих процессов разложения детрита - менее
10 лет (Climate Change..., 2001, р. 188, fig. 3.1.d). Значение NEP - пример-
но 10 Гт. Это количество поступает ежегодно в резервуар, называемый
“долгосрочное депо углерода”. Время жизни углерода в этом резервуаре -
более 10 лет, причем оно очень зависит от конкретного компонента и
может достигать 1000 лет. Из этого хранилища углерод выделяется в
атмосферу при дальнейшем разложении органического вещества, а также
при пожарах и изъятии биомассы с хозяйственными целями. По этим при-
чинам в атмосферу выделяется 9 Гт углерода в год, из них 4 - вследствие
пожаров. Остаток - 1 Гт в год — весьма мал по сравнению с рассмотренными
потоками. Учитывая неопределенность оценок на всех этапах, у авторов
работы (Land Use..., 2000, р. 35) действительно не было оснований утвер-
ждать, являются ли наземные экосистемы источником или же стоком
углерода (чего они и не сделали).
Таким образом, к 1999 г. специалисты полагали, что глобальные потоки
углерода в конце XX в. в целом описываются следующим образом (см. рис. 4):
— антропогенная эмиссия вследствие сжигания ископаемого топлива,
производства цемента и сжигания попутного и технологического газа -
6,3 Гт в год;
—	накопление атмосферного углерода океаном - 2 Гт в год;
—	потоки между атмосферой и наземными экосистемами примерно сба-
лансированы.
178
Таблица 2
('оставляющие глобального бюджета углерода за 1850-1998 гг., Гт(С)
Составляющая бюджета 1	Количественная оценка
(1) Поступило в атмосферу вследствие сжигания ископаемого топлива	270±30
(2) Накоплено в атмосфере	176±10
(3) Поглощено океаном	12О±5О
(4) = (2) - ((1) - (3)) выделено сушей	26±60
Поступило в атмосферу вследствие изме- нений типа и способов землепользования	136±55
"Неизвестный сток" Источник: Land Use..., 2000. Р. 29-30 							—	110±80
Однако в 1999 г. вышла работа Р. Хоутона (Houghton, 1999), в которой
была выполнена оценка потока СО2 из наземных экосистем в атмосферу,
связанного с изменением типа и способов землепользования. В этой работе
было, в частности, показано, что в конце XX в. значения этого потока пре-
вышали 2 Гт углерода в год, т.е. были сравнимы с “промышленными”.
Результаты этой работы, а также последующих публикаций (Houghton,
Hackler, 2002; Houghton, 2003), необходимо было учитывать при составлении
глобального бюджета диоксида углерода. Ситуация сложилась довольно
сложная, поскольку считалось, что глобальный бюджет, составленный,
исходя из потоков, представленных на рис. 4, был “бездефицитным” (т.е. не-
вязки баланса не было). Выработка нового варианта требовала серьезных
научно-исследовательских усилий и достаточно длительного времени. В ка-
честве временной меры при работе над Специальным докладом по земле-
пользованию, изменению землепользования и лесному хозяйству (Land
Use..., 2000) специалисты МГЭИК модифицировали существующий бюджет,
включив в него потоки, описанные Р. Хоутоном. Но, поскольку предыдущая
версия бюджета была сбалансированной, то дополнительное количество
углерода, поступающее в атмосферу, необходимо было куда-то “списы-
вать”. Так появилась гипотеза о новом стоке: остаточное поглощение на-
земными системами осуществляется “неизвестным стоком”. В табл. 2 приве-
дены компоненты глобального бюджета углерода за 1850-1998 гг. с учетом
этой поправки.
Здесь компоненты (1) - (4) соответствуют предыдущей версии бюджета,
а две последние - модифицированной. При этом считается, что 26 Гт посту-
пило в составе “потока Хоутона” (136 Гт), а оставшиеся от него ПО Гт бы-
ли поглощены неизвестным стоком.
Специалисты МГЭИК сопоставили также компоненты глобального бюд-
жета СО2 в 1980-1989 и 1989-1998 гг. Результаты приведены в табл. 3.
Хотя в ней представлено в соответствии с принципами МГЭИК “лучшее зна-
ние” (best knowledge), обращает на себя внимание большая неопределенность
приведенных оценок. Никакие достоверные тренды за десятилетие при срав-
179
Таблица 3
Среднегодовые глобальные потоки углерода в 1980-1989 и 1989-1998 гг. Гт в год
	• 1980-1989 гг.	1989-1998 гг.
(1) Эмиссии, связанные со сжиганием иско- паемого топлива и производством цемента, в том числе:	5,5±0,5	6,3±0,6
страны, включенные в Приложение 1 к РКИК	3,9±0,4	3,8±0,4
без стран с переходной экономикой	2,6±0,3	2,8±0,3
страны с переходной экономикой	1,3±0,3	1,0±0,3
остальные страны	1,6±0,3	2,5±0,4
(2) Накоплено в атмосфере	3,3±0,2	3,3±0,2
(3) Поглощено океаном	2,0±0,8	2,3±0,8
(4) Нетто-поток из атмосферы в наземные системы = (1) - [(2) + (3)]	0,2±1,0	0,7±1,0
(5) Эмиссия, связанная с изменением типа и способов землепользования	1,7±0,8	1,6±0,8
(6) Остаточное поглощение наземными сис- темами = (4) + (5) Источник: Land Use..., 2000, р. 32.	1,9±1,3	2,3±1,3
нении двух столбцов табл. 3 обнаружить не удается, если не считать положи-
тельного тренда в промышленной эмиссии стран, которые не включены в
Приложение I к РКИК (с 1,6 ± 0,3 до 2,5 ± 0,4 Гт в год).
В то же время, сами по себе данные о компонентах глобального бюдже-
та углерода, приведенные выше, весьма ценны. Они могут быть использова-
ны для “настройки” параметров агрегированных математических моделей,
описывающих изменение во времени глобальное содержания углерода в
природных резервуарах и потоки между ними (Enting et al., 1994; An effi-
cient..., 1996; Wigley et al., 1996; Wigley, 2000; Володин, Дианский, 2003;
Kheshgi, Jain, 2003; Семенов, 2004; Израэль, Семенов, 2005). Такие модели -
основное средство прогнозных оценок изменения глобального цикла угле-
рода и его содержания в природных средах при различных сценариях антро-
погенных эмиссий.
Литература
Будыко М.И., Израэль Ю.А., Яншин АЛ. Глобальное потепление и его последствия И Метео-
рология и гидрология. 1992. № 12. С. 5-10.
Володин Е.М., Дианский Н.А. Отклик совместной модели общей циркуляции атмосферы и
океана на увеличение содержания углекислого газа // Изв. РАН. Физика атмосферы и оке-
ана. 2003. Т. 39, № 2. С. 193-210.
Демченко П.Ф., Величко А.А., Голицын Г.С. и др. Судьба вечной мерзлоты: взгляд из про-
шлого в будущее // Природа. 2001. № 11. С. 43-49.
Израэль Ю.А., Семенов С.М. Пример вычисления критических границ содержания парнико-
вых газов в атмосфере с помощью минимальной имитационной модели парникового эф-
фекта И Докл. РАН. 2003. Т. 390, № 4. С. 533-536.
Израэль Ю.А. Семенов С.М. Расчет изменения концентрации СО2 в атмосфере для некото-
рых стабилизационных сценариев глобальной эмиссии с помощью модели минимальной
сложности // Метеорология и гидрология. 2005. № 1.
180
Жмгн .4.Кортмнн Г.Н., Сухих В.И. и др. Экологические проблемы поглощения углекисло-
го та посредством лесовосстановления и лесоразведения в России / Центр экол. полити-
ки России. М., 1995. 155 с.
Конд/штьев К.Я. Изменения глобального климата: Нерешенные проблемы // Метеорология
н гидрология. 2004. № 6. С. 118-128.
Семенов С.М.О моделировании антропогенного возмущения глобального цикла СО2// Докл.
РАН. 2004. Т. 398, № 6.
Экология энергетики: Учеб, пособие / Под ред. В.Я. Путилова. М.: Изд-во МЭИ, 2003.
716 с.
Bender М., Sowers Т., Labeyrie L. The Dole effect and its variations during the last 130,000 years as
measured in the VOSTOK ice core // Global Biogeochem. Cycles. 1994. Vol. 8. P. 363-376.
Brovkin V., Bendtsen J., Claussen M. et al. Carbon cycle, vegetation, and climate dynamics in the
Holocene: Experiments with the CUMBER-2 model I I Ibid. 2002. Vol. 16, N 4. P. 1139.
Ciais P., Denning A.S., Tans P.P. et al. A three-dimensional synthesis study of 618O in atmospheric
CO2. 1. Surface fluxes //J. Geophys. Res. Atmosphere. 1997. Vol. 102. P. 5857-5872.
Climate change, 2001: The scientific basis: Contribution of Working Group I to the third assessment
report of the Intergovernmental Panel of Climate Change / Ed. J.T. Houghton et al. Cambridge:
Univ, press, 2001. 881 p.
Enting LG., Wigley T.M.L., Heimann M. Future emissions and concentrations of carbon dioxide: Key
Ocean/atmosphere/land analyses // CSIRO Techn Pap. 1994. № 31.
Falkowski P.G., Barber R.T., Smetacek V. Biogeochemical controls and feedbacks on ocean primary
production // Science. 1998. Vol. 281. P. 200-206.
Farquhar G.D., Lloyd J., Taylor J A. et al. Vegetation effects on the isotope composition of oxygen in
atmospheric CO2 И Nature. 1993. Vol. 363. P. 439^143.
Houghton RA. Tropical deforestation and atmospheric carbon dioxide // Climate Change. 1991
Vol. 19. P. 99-118.
Houghton RA. The worldwide extent of land-use change // BioScience. 1994. Vol. 44. P. 305-313.
Houghton RA. The annual net flux of carbon to the atmosphere from changes in land use, 1850-1990 //
Tellus. 1999. Vol. 50B. P. 298-313.
Houghton RA. Revised estimates of the annual net flux of carbon to the atmosphere from changes in
land use and land management, 1850-2000 // Tellus. 2003. Vol. 55B. P. 378-390.
Houghton RA., Hackler J.L. Carbon flux to the atmosphere from land-use changes // Trends: A com-
pendium of data on global change / Carbon Dioxide Information Analysis Center. Oak Ridge Nat.
Lab. U.S. Dep. of Energy. Oak Ridge, (Tenn), 2002. http://cdiac.esd.oml.gov/
Houghton RA., Hackler J.L., Lawrence K.T. The U.S. carbon budget: Contributions from land-use
change // Science. 1999. Vol. 285. P. 574—578.
Houghton RA., Skole D.L., Nobre CA. et al. Annual fluxes of carbon from deforestation and regrowth
in the Brazilian Amazon // Nature. 2000. Vol. 403. P. 301-304.
Joos F., Bruno M., Fink R. et al. An efficient and accurate representation of complex
oceanic and biospheric models of anthropogenic carbon uptake // Tellus. 1996. Vol. 48B.
P. 397-417.
Kheshgi H.S., Jain A.K. Projecting future climate change: Implications of carbon cycle model inter-
comparisons Ц Global Biogeochem. Cycles. 2003. Vol. 17, N 2. P. 1047.
doi:10.1029/2001GB001842, 2003. P. 16-1-16-17.
Land use, land-use change, and forestry: Special report of the Intergovernmental Panel on Climate
Change I Ed. R.T. Watson et al. Cambridge: Univ, press, 2000. 377 p.
Marland G., Andres RJ., Boden TA. Global, regional, and national CO2 emissions // Trends’93: A
compendium of data on global change I Ed. T.A. Boden et al. Oak Ridge (Tenn.), 1994. P. 505-584.
(ORNL/CDIAC-65).
Marland G., Andres RJ., Boden TA. et al. Global, regional, and national CO2 emission estimates from
fossil fuel burning, cement Production, and gas flaring: 1751-1996 I Carbon Dioxide Information
Analysis Center. Oak Ridge Nat. Lab. Oak Ridge (Tenn.), 1999.
Marland G., Boden TA., Andres RJ. Global, regional, and national CO2 emissions // Trends: A com-
pendium of data on global change I I Carbon Dioxide Information Analysis Center. Oak Ridge Nat.
Lab. U.S. Dep. of Energy. Oak Ridge (Tenn.), 2000.
Marland G., Boden T., Andres RJ. Global CO2 emissions from fossil-fuel burning, cement manufac-
ture, and gas flaring: 1751-1999. 2002. http://cdiac.esd.oml.gov/
181
Milliman J.D. Production and accumulation of calcium-carbonate in the ocean - budget of a nonsteady
state Ц Global Biogeochem. Cycles. 1993. Vol. 7. P. 927-957.
Schimel D., Alves D., Enting I. et al. Radiative forcing of climate change // Chmate change, 1995:
The science of climate change: contribution of Working Group I to the second assessment report of
the Intergovernmental Panel on Climate Change / Ed. by J.T. Houghton et al. Cambridge; N.Y.:
Cambridge Univ, press, 1996. P. 65-131.
Schlitzer R. Applying the adjoint method for biogeochemical modeling: Export of particulate organic
matter in the world ocean Ц Inverse methods in global biogeochemical cycles / Ed. by P. Kasibhatla
et al. Wash. (Д.С.), 2000. P. 107-124 (Geophys. Monogr. Ser.; Vol. 114).
Steffen ИЛ, Noble Canadell J. et al. The terrestrial carbon cycle: Implications for the Kyoto proto-
col Ц Science. 1998. Vol. 280. P. 1393-1394.
Wigley TML TAR version of MAGICC forcing. 2000: http://www.acacia.ucar.edu
Wigley T.M.L., Richels R., Edmonds J A. Economic and environmental choices in the stabilisation of
atmospheric CO2 concentrations I I Nature. 1996. Vol. 379. P. 242-245.
Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveranderungen (WBGU). 1998: Die
Anrechnung biologischer Quellen und Senken im Kyoto-Protokoll: Fortschrnt oder Ruckschlag fur
den globalen Umweltschutz. Sondergutachten. Bremerhaven, 1998. 76 S. Available in English.
КС. Демирчян, К.К. Демирчян, К.Я. Кондратьев
Российская академия наук
ОБЗОРЫ МГЭИК НЕ ОБОСНОВЫВАЮТ НЕОБХОДИМОСТЬ
РЕАЛИЗАЦИИ КИОТСКОГО ПРОТОКОЛА
26 марта 2004 г.
Принятые в декабре 1997 г. в г. Киото политические решения по прину-
дительному ограничению выбросов углекислого газа в атмосферу после
публикации второго Обзора в 1996 г. показали, что на трактовку результа-
тов научных исследований в области изменения климата существенно влия-
ют политические силы. Об этом влиянии свидетельствуют приведшие к скан-
далу изменения текста 8-й главы (Выявление изменения климата и его при-
вязка к антропогенному фактору) второго Обзора. Эти изменения заключа-
лись в том, что из основного текста были выброшены научные данные, ис-
ключающие возможность безоговорочной трактовки не просто опасного
характера влияния человечества на климат, но даже его наличия. Они были
сделаны после утверждения окончательной версии Обзора в Мадриде в де-
кабре 1995 г. по совету-указанию ответственного чиновника Государствен-
ного департамента США в ранге представителя помощника госсекретаря1.
Рекомендация отражала стремление правительства США обеспечить науч-
ное обоснование проталкиваемого им соглашения о сокращении выбросов
СО2 в атмосферу. Об этом свидетельствует заявление президента США
Б. Клинтона 24 июля 1997 г. в Белом доме о том, что “баланс очевидных
фактов свидетельствует, и научное мнение говорит о том, что глобальное
потепление является реальностью, а не плодом теории”.
Внимательное сопоставление текстов Обзоров с текстом заключений
для лиц, принимающих решения, т.е. для правительств и политиков, показы-
вает, что существует значительное различие между научными данными и их
интерпретацией в текстах для политиков. Анализ результатов исследований
реальных климатических процессов и достоверности модельных расчетов в
части количественной оценки влияния человека на климат показывает от-
сутствие адекватных и надежных данных. В основных текстах Обзоров 1990
и 1995 гг. в качестве научно установленной истины констатируется факт не-
возможности однозначной трактовки наличия антропогенного влияния.
Отсутствие отрицания этого положения в заключениях для политиков сви-
детельствует о научной обоснованности такой констатации. В этих услови-
1 Следование МГЭИК указаниям чиновника такого ранга - показатель ее управляемости
и ‘объективности”.
183
ч\ все варианты будущих климатических изменений выглядя')' не только не-
убедительными. но и опасными в качестве основы для принятия любых ре-
шений кроме одного: следует продолжать исследования. Именно по этим
причинам особое значение приобретает третий обзор результатов научных
исследований по проблеме изменения климата, выполненных в 1996-2000 г.,
опубликованный Межправительственной группой экспертов по проблеме
изменения климата (МГЭИК) (Climate Change..., 2001).
По содержанию и оформлению результатов исследований этот обзор
выгодно отличается от двух предыдущих. Он отражает результаты значи-
тельно большего количества исследований, а также новые возможности вы-
числительной техники. Следует отметить появление нового раздела для по-
литиков в виде вопросов и ответов на них, позволяющего руководству
МГЭИК более целенаправленно излагать собственную точку зрения по все-
му спектру проблемы глобального потепления. При составлении третьего
обзора удалось избежать ошибок, наподобие “усердного” редактирования
заключительного текста второго обзора. Представляется целесообразным
выделить наиболее важные аспекты подхода МГЭИК к проблемам исследо-
вания глобального потепления с точки зрения количественной оценки влия-
ния человечества на климат и обоснованности продолжения Киотского про-
цесса.
Человечество может влиять на климатические процессы лишь путем из-
менения баланса энергии излучения, приходящего от Солнца и уходящего от
поверхности Земли. Для этого масштаб человеческой деятельности должен
достичь такого уровня, чтобы влиять на величину альбедо земной поверхно-
сти и химический состав атмосферы, а именно увеличить концентрацию
тепличных газов. В течение более чем трех с половиной миллиардов лет, по-
сле появления океанов и водяного пара в атмосфере, на Земле установился
климат, при котором приповерхностная температура менялась в достаточно
узких пределах. Несмотря на глобальные катаклизмы и изменения внешних
воздействий, климат Земли обеспечивал жизнедеятельность биосферы и ее
способность к воспроизводству биологических видов. Циркуляция воды в
океанах и в атмосфере обеспечивала такой характер изменения альбедо
Земли, который позволял сохранять колебания температуры в пределах,
обеспечивающих жизнедеятельность биосферы при изменениях и солнеч-
ной радиации и геологических условий. В этой связи и в контексте оценки
роли антропогенных факторов климата закономерны два вопроса. Какое
количество антропогенных тепличных газов должно быть выброшено в
атмосферу, чтобы оно оказало опасное влияние на климат, особенно на
температуру? Каков должен быть масштаб деятельности человека, при ко-
тором антропогенное изменение альбедо Земли станет сопоставимо,
например, с его изменением за счет переменной интенсивности облачного
покрова?
Представляется, что инициаторы изучения проблемы антропогенного
изменения климата приступили к организации МГЭИК с заранее готовыми
ответами на эти вопросы. Недопустимыми считались масштабы вырубки
лесов планеты и выбросы в атмосферу углекислого газа при сжигании иско-
паемого топлива. Вырубка лесов и сжигание древесины приводят к выбросу
в атмосферу углекислого газа, а замена лесов сельскохозяйственными
184
vt\'дьчмн к и imchciiiiio альоедо Земли. Эти два фактора приводят к резуль-
татам. противоположным ио знаку. По оценкам Дж. Хансена с соавт.
^Hansen el а!.. 199g). изменение альбедо приводит к снижению температуры
из-за снижения радиационного возмущения, которое к 1998 г. достигло зна-
чения -0.2 В гм- по сравнению с прединдустриальной эрой. Выбросы же
продуктов сжигания приводят к усилению радиационного возмущения, т.е.
к повышению температуры. По этим причинам основным фактором, приво-
дящим к повышению температуры, считается рост концентрации углекис-
лого газа в атмосфере, порожденный выбросами в атмосферу продуктов
сжигания ископаемых топлив. В 1988 г., в период организации МГЭИК, под-
разумевалось, что едва заметная тенденция повышения температуры
(рис. 1. а) связана именно с этим обстоятельством, т.е. имеет антропогенное
происхождение, и она будет иметь опасные последствия уже в ближайшем
будущем. Эта позиция МГЭИК нашла свое отражение в материалах второй
всемирной конференции по климату2, прошедшей в Женеве с 29 октября по
7 ноября 1990 г. (908 участников из 137 стран) (Climate Change, 1991). На этой
конференции были обсуждены научные данные и проблемы глобального
потепления на основе обзора, подготовленного МГЭИК (Climate Change).
Конференция фактически узаконила следующие утверждения МГЭИК:
1)	с 1765 по 1990 гг. приповерхностная температура выросла на
0,3-0,6 °C;
2)	чувствительность климатической системы Тъ - повышение темпера-
туры при удвоении концентрации тепличных газов - лежит в пределах
1,5-1,5 °C;
3)	при сохранении нынешних темпов развития мировой экономики вы-
бросы тепличных газов к 2100 г. могут привести к повышению температу-
ры на 3 °C;
4)	следует незамедлительно заняться ограничением выбросов в атмо-
сферу тепличных газов, особенно углекислого газа, поскольку его влияние
наиболее значительно, а цикл его нахождения в атмосфере больше, чем
у других газов.
Были ли эти утверждения научно обоснованными? Ответ на этот вопрос
можно найти в выводах второго обзора (Climate Change, 1995), в создании ко-
торого принимали участие более 450 авторов, в том числе 80 ведущих.
В этом обзоре можно найти следующие утверждения:
1)	со второй половины XVIII в. до 1995 г. приповерхностная температу-
ра выросла на 0,3-0,6 °C, а за последние 40 лет - на 0,2-0,3 °C;
2)	чувствительность климатической системы к удвоению концентрации
тепличных газов Тъ лежит в пределах 1,5-4,5 °C;
3)	при сохранении нынешних темпов развития мировой экономики вы-
бросы тепличных газов могут привести к повышению температуры на
1-3 °C к 2100 г.;
4)	очевидные факторы свидетельствуют о заметном влиянии человече-
ства на глобальный климат и, как следствие, подтверждает вывод о необхо-
димости принятия срочных мер по ограничению выбросов в атмосферу уг-
лекислого газа.
2 Первая конференция состоялась в 1979 г. в Женеве.
Рис. 1
Сравнение вышеприведенных утверждений свидетельствует:
1)	о сомненительной в адекватности выявления изменений приповерхно-
стной среднеглобальной температуры, свидетельством чего является неоп-
ределенность временного интервала — период с конца XVIII в. по 1995 г. при
тех же пределах температуры 0,3-0,6 °C;
2)	о неспособности моделей глобальной циркуляции уточнить значение
чувствительности климатической системы 7^;
3)	о ненадежности методов даже предположительной оценки величины
повышения температуры к 2100 г., о чем свидетельствует появление нижне-
го предела ожидаемого повышения;
4)	о неизменности первоначального положения относительно значи-
тельного и в перспективе опасного характера влияния человечества на кли-
186
маг в ре п'льтате выбросов углекислого газа в атмосферу, и необходимост
в свч ш с этим принятия срочных мер по их ограничению.
Обзор 2001 (Climate Change, 2001) года содержит следующие утверж
деним:
I)	в течение XX в. приповерхностная температура выросла на 0,6 ± 0,2 °C
2)	в зависимости от сценариев развития мировой экономики бескон!
рольный выброс тепличных газов может привести к повышению темперг
туры к 2100 г. на 1,4—5,8 °C по сравнению с 1990 г.3 При стабилизации koi
центрации тепличных газов на уровне 450 ppm колебания установившейс
температуры ожидаются в пределах 1,5-3,9 °C, а при стабилизации на ypoi
не 1000 ppm - в пределах 3,5-8,7 °C;
3)	несмотря на неопределенность значения чувствительности климат!
ческой системы, наблюдаемый темп изменения температуры может быт
использован для прогноза роста температуры в течение ближайших ш
скольких десятилетий;
4)	повышение температуры за последние 50 лет с большой долей увере!
ности может быть отнесено на счет антропогенного фактора;
5)	около одной четверти выбросов СО2 - результат землепользования
особенно вырубки лесов;
6)	изменением климата следует считать любое его изменение в теченг
определенного промежутка времени, вызванное естественной изменчив»
стью или в результате человеческой деятельности;
7)	по мере роста концентрации СО2 в атмосфере снижается способност
океана и биосферы поглощать углекислый газ;
8)	длительное время нахождения СО2 в атмосфере.
Что важно в этом весьма неполном перечне утверждений третье!
обзора?
НОВОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИНА
“ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА”
Согласно новому определению, изменением климата считается стат
стически существенное изменение его среднего состояния или его изменч
вости, сохраняющееся в течение длительного периода (порядка десятил
тия или более). Оно может происходить вследствие естественных внутре
них процессов или внешних воздействий, или же в связи с постояннь
антропогенным изменением состава атмосферы или использованием земл
В отличие от предыдущих обзоров, изменение климата приписывается 1
только антропогенному фактору. Это на первый взгляд чисто терминолог
ческое изменение приводит к весьма серьезным последствиям. Прежде вс
го следует отметить, что вся процедура, связанная с принятием решений ]
ограничению выбросов в атмосферу тепличных газов, преследует цель пр
кратить антропогенное изменение климата. Она была обоснованна толы
при условии, что изменение климата и антропогенное изменение климате
синонимы. Таким образом, без количественного выделения доли изменен
3 На 1,6-6,3 °C по сравнению с доиндустриалыюй эрой.
187
климата, вызванной именно антропогенными выбросами тепличных газов в
атмосферу. решения но реализации целей Киотского протокола 1997 г. ста-
новятся неопределенными и незаконными.
При такой широкой трактовке понятия “изменения климата” возни-
кает необходимость доказать наличие именно антропогенного влияния
на климат, для чего необходимо выделить из наблюдаемого изменения
климата наиболее характерного признака или причины, которые могут
быть приписаны человечеству в целом. Наиболее наглядным и измеряе-
мым параметром, характеризующим климат, является температура, а в
составе атмосферы - концентрация углекислого газа. По этой причине
можно считать естественной попытку найти след антропогенного влия-
ния на климат в характере изменения температуры. Очевидно также, что
этот след будет наиболее заметен на фоне достаточно монотонного изме-
нения температуры. Если в течение многих десятилетий имела бы место
одна достаточно стабильная тенденция изменения температуры (или кон-
центрации углекислого газа), которая в последние десятилетия, когда
происходил резкий рост выбросов в атмосферу углекислого газа, смени-
лась бы на другую, тогда можно было бы утверждать, что имеет место
антропогенное влияние на климат. Характер изменения температуры
к 1985 (см. рис. 1, а), т.е. к началу организации и работы МГЭИК, был
таков, что только при большом желании можно было полагать, что
оно имеет место. Еще в 1982 г. Т. Уигли и Ф. Джонс утверждали: “В на-
стоящее время отсутствует статистически обоснованные причины увя-
зать наблюдаемое потепление с ростом концентрации СО2”. И это утвер-
ждали не скептики, а современные адепты глобального потепления. Только
к 2000 г. это утверждение стало относительно возможным (рис. 1, б).
Однако расширенное толкование термина “изменение климата” не поз-
воляет привязывать повышение температуры только к антропогенному фак-
тору, поскольку согласно данным второго обзора (Climate Change, 1995) в
течение последнего тысячелетия имело место немонотонное изменение
температуры (рис. 2).
Это противоречие в обзоре 2001 г. было преодолено простейшим спосо-
бом. Изменение температуры в течение тысячи лет “стало” монотонным в
северном полушарии за исключением последнего столетия (рис. 3). Такое
спрямление кривой, показанной на рис. 2, обосновывалось спорной и опро-
вергаемой в работе С. Макинтайра и Р. Маккитрика (McIntyre, McKitrick,
2002) гипотезой (Mann, 1999) о незначительности потепления климата в те-
чение “средневекового теплого периода” и похолодания “малого ледниково-
го периода”.
Для радикального изменения точки зрения МГЭИК оказалось достаточ-
ной работа М. Манна и др. (Mann, et al., 1999), опубликованная на заверша-
ющей стадии составления отчета.
В истории научных исследований были случаи, когда отдельные рабо-
ты открывали новые горизонты для науки, в которых старые разработки
выступали в качестве частных случаев. И именно в этом последнем и за-
ключалась проверка их обоснованности и истинности. В случае же с упомя-
нутой работой М. Манна и др., истинность которой не была проверена ни
временем, ни другими исследователями, имело место полное отрицание
188
Годы
Рис. 2
Отклонение температуры,
Рис. 3
предыдущих данных о характере изменения температуры. И это при усло-
вии, когда ко времени рецензирования этой работы имелось предостаточ-
ное количество публикаций, прошедших через обычные проверки их доб-
рокачественности, показывающие реальность “средневекового теплого
периода” и похолодания “малого ледникового периода”. Однако вопреки
элементарным правилам необходимой проверки новой точки зрения, она
приводится в обзоре 2001 г. в качестве безусловной истины, а ее автор ста-
новится не только одним из ведущих его разработчиков, но и экспертом
многочисленных научных журналов и средств массовой информации.
Такой взлет молодого (к моменту публикации статьи 35-летнего) ученого
на вершину климатической науки без помощи мощных сил, заинтересован-
ных в необходимости такой работы, а следовательно, авторитетности ее
автора, немыслим. Не вызывает сомнения, что помощь была ему оказана
высшим руководством МГЭИК и группировками, заинтересованными в
поддержке точек зрения этой организации.
Только после такой смены оценок характера изменения температуры
новое определение понятия “изменения климата” дает возможность утвер-
ждать, что описываемое им явление, регистрируемое за последнее столетие,
189
не имело аналогов уже КММ) ле г и является следствием антропогенного вли-
яния на климат. Эго утверждение в качестве веского аргумента опасного ха-
рактера влияния человека на природные явления приводится во всех доку-
ментах МГЭИК и выступлениях ее сторонников. В прекрасно аргументиро-
ванной статье С. Макинтайра и Р. Маккитрика (McIntyre, McKitrick, 2003)
показаны источники и причины ошибочных выводов М. Манна.
Выше мы отметили, что после утверждения обзора 2001 г. удалось избе-
жать прямых попыток редактировать его текст. Однако попытка “спрям-
лять” кривую температуры свидетельствует о тенденциозном подборе пуб-
ликаций. В 1996 г. такая же ситуация имела место с еще неопубликованной
работой (Santer et al., 1996) одного из ведущих авторов обзора 1995 г. Б. Сан-
тера. При помощи сомнительного метода подбора данных обосновывался
тезис о совпадении модельных и натурных рядов температур. Именно на ос-
нове этой работы МГЭИК и заместитель Государственного секретаря США
Т. Вирт утверждали, что наука подтверждает наличие глобального потепле-
ния в результате воздействия человека на климат. На основе этих утвержде-
ний был запущен процесс подписания Киотского протокола для принуди-
тельного и необоснованного ограничения использования органических топ-
лив. Имя Б. Сантера отсутствует в списке ведущих авторов обзора 2001 г.,
но его, а точнее - МГЭИК подход к избирательному отбору базовых работ
остался неизменным.
ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ КАРТИНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ
Проблема исследования изменений климата в широком толковании
представляет большой практический и научный интерес. Большой прак-
тический интерес имеют “изменения климата” в течение дня. сезона или
лет, т.е. изменения погоды. Поэтому не вызывает сомнения необходи-
мость организации разветвленной сети метеорологических станций на-
блюдения за изменением погодных условий - температуры, влажности,
осадков, силы и направления ветра, возможности резких колебаний при-
вычных природных явлений. Для ответа на вопрос о характере изменения
погоды в течение недели или хотя бы одного дня метеорологические
службы на основе данных наблюдений и численных моделей циркуляции
атмосферных течений снабжают нас прогнозами погодных условий. На-
сколько они оказываются достоверными, мы можем судить ежедневно по
результатам их апробации. По мере развития средств наблюдения и рас-
четов краткосрочные прогнозы все чаще удовлетворяют наши запросы.
Однако практика апробации долгосрочных прогнозов погоды, даже осно-
ванных на надежных данных наблюдений и обработанных на современ-
ных ЭВМ с применением теоретических знаний, показывает их ненадеж-
ность и неадекватность. Опыт апробации уровня современных знаний о
климатических процессах и возможностей численных методов их обра-
ботки для решения задач прогнозного характера свидетельствует о науч-
ной необоснованности их пригодности в масштабе десятилетий, не говоря
о столетиях.
190
Fwb < Территория США, разбитая на 62 дис-
кретных элемента, в пределах которых клима-
тические параметры усреднены
Чем светлее (желтее в оригинале) квадрат, тем
меньше рост температуры
Об этом свидетельствует сравнение результатов воспроизведения кли-
мата 2100 г. на основе самых современных численных моделей. Ниже при-
ведены результаты численного моделирования при помощи моделей гло-
бальных циркуляций в атмосфере и океанах (МГЦАО) изменения темпера-
туры территории США за 100 лет в предположении, что рост концентрации
СО2 продолжается в течение XXI в. со скоростью 1% в год и учитывается
охлаждающее влияние сульфатных аэрозолей.
На рис. 4 представлено размещение дискретных элементов, представ-
ляющих в модели территорию США и при помощи цветовой гаммы - тем-
пературных изменений. Весьма сомнительная по своей обоснованности
технология обработки такого дискретного распределения температуры
позволяет представить его в почти непрерывном виде, что создает иллю-
зию достоверности. Эта техника наряду с цветовой градацией величины
температуры широко применяется при оформлении результатов числен-
ного моделирования и создает картину, не только более наглядную и удоб-
ную для восприятия результатов моделирования, но и скрывающую
степень их достоверности.
Следует отметить, что такие карты локального распределения темпе-
ратуры при повторной прогонке не только не будут такими же, но по
аналогии с современным поведением климата могут быть совершенно ины-
ми. Поэтому, несмотря на впечатляющий характер самих картинок, они
непригодны не только для прогнозирования, но и в информативном отно-
шении. Для получения адекватных картин локального распределения тем-
пературы следует усреднить результаты расчетов, по крайней мере, путем
десятка прогонок. Многократные прогонки обойдутся слишком дорого,
во-первых, а, во-вторых, - достоверность локального распределения и при
этом останется под вопросом. На рис. 5 представлены результаты модели-
рования изменения средней температуры США в XXI в., рассчитанные
несколькими ведущими центрами моделирования климата. Все эти модели
считаются современными, и по этой причине разброс ожидаемого повыше-
ния температуры к 2100 г. в пределах 2-5,2 °C непозволительно велик.
Уместно отметить, что среди моделей, отображенных на рис. 5, чувстви-
тельность климатической системы была наименьшей в NCAR (США).
Следовательно, среди множества факторов, приводящих к разбросу данных
моделирования, наиважнейшей проблемой является выявление адекватно-
го значения чувствительности. Отметим, что именно результаты моделиро-
вания изменения температуры для территории США учеными Канады и
Англии приведены в обзоре изменения климата США Американской Ака-
демией накануне выборов президента США в 2000 г. Эти результаты были
191
Рис. 5. Результаты изменения средней температуры США в XXI в„ рассчитанные различны-
ми ведущими центрами моделирования климата
Канадская модель - 5,22 °C, Хадлей (Англия) - 3^4,2 °C, NCAR (США) - 2-2.2 °C
наиболее экстремальными с точки зрения влияния человеческого фактора
на климат. Такой подбор результатов моделирования был не случайным,
поскольку кандидатом в президенты от демократической партии выступал
А. Гор, один из авторитетнейших инициаторов принятия Киотских согла-
шений и покровитель руководства МГЭИК.
ПРОБЛЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ Т2х
И ЕЕ ИЗЪЯТИЕ ИЗ КАТЕГОРИИ ЗНАЧИМЫХ ВЕЛИЧИН
В основе прогнозов, предвещающих катастрофический характер влия-
ния человека на климат лежат два утверждения. Углекислый газ, даже пос-
ле прекращения его выбросов в атмосферу, остается в нем в течение сотен
лет. Чувствительность климатической системы определяет повышение ус-
тановившейся температуры на каждый ватт, падающий на квадратный метр
поверхности Земли. Например, при чувствительности g, = 0,75 °C • м2/Вт уве-
личение мощности радиационного возмущения на 1 Вт/м2 приведет к повы-
шению установившейся температуры на 0,75 °C. Если удвоение концентра-
ции углекислого газа приводит к увеличению радиационного возмущения на
Fg - 4 Вт/м2, то следует ожидать, что установившаяся температура повысит-
ся иа 4 • 0,75 = 3 °C. МГЭИК считает величину 7'2> = g,  F2g ключевой4. Чем
* Величина F2g, приведенная в обзорах, лежит в пределах 3,42-4,37. В обзоре 2001 г. для
величины Fjg в качестве наилучшего приближения принято значение 3,7 Вт/м2.
192
она больше. тем опаснее последствия антропогенного вмешательства чело-
века на климат.
Специалисты в области численного моделирования климатических про-
цессов пытаются определить чувствительность климата к изменению радиа-
ционного возмущения, сравнивая температуры ледникового и межледнико-
вого периодов. Например, Д. Хансен, директор Института космических
исследований США им. Годдарда, приводит следующие соображения5. При-
мерно 20 000 лет тому назад, в ледниковый период, радиационное возмуще-
ние было ниже сегодняшнего на 6,6 ± 1,5 Вт/м2. Это снижение было следст-
вием увеличения альбедо Земли, приводящего к снижению мощности на
3,5 ± 1 Вт/м2, а также уменьшения концентрации СО2, СН4 и NO2, приведших
к снижению мощности на 3,1 ± 1,5 Вт/м2. При этих условиях температура
была ниже примерно на 5 °C. Величина чувствительности была оценена в
5/6,6 = 0,76 °C • м2/Вт. При удвоении эквивалентной концентрации теплич-
ных газов такой чувствительности соответствует изменение температуры
Тъ = gi  F2g - 0,76 • (3,42 - 4,37) « 0,76 • (3,9 ± 0,45) » 3 ± 0,35 °C. Полученная
величина близка к среднему значению Т2х - (1,5 - 4,5) — 3 ±1,5 °C, приведен-
ному в первом и втором обзорах МГЭИК.
Чтобы оценить допустимость такой оценки Г2д, следует принять в расчет
следующие соображения. Утверждение, что чувствительность климатиче-
ской системы g, в установившемся режиме может быть определена при по-
мощи формулы g, = ДГ/ДГ, означает равенство g, = T/F. В настоящее время
из падающей на земную поверхность солнечной радиации, равной примерно
240 Вт/м2, около трети (80 Вт/м2) отражается, еще треть запасается в виде
скрытого тепла и только последняя часть идет на нагрев поверхности Земли.
Для того, чтобы радиационное возмущение снизилось на 3,5 Вт/м2 за счет из-
менения альбедо Земли, Д. Хансен полагает, что последнее должно увели-
читься до значения 34,45%. Для нагрева поверхности Земли, при неизменном
значении скрытого тепла, останется 240 • (1 - 0,345) - 80 - 3,1 = 74,2 Вт/м2.
При чувствительности климатической системы, равной 0,76 °C м2/Вт, уста-
новившаяся температура поверхности Земли в ледниковый период должна
была бы быть 74,2 • 0,76 = 56,4 °C. Как видим, этот способ оценки чувстви-
тельности приводит к завышенным температурам, что и наблюдается во
всех численных моделях, где •* 2,5-3,5 °C.
Можно использовать подход Д. Хансена, но проблему определения 72г
попробовать решить иначе. При отсутствии тепличного эффекта равновес-
ная температура поверхности Земли была бы равна -18 °C. За счет теплич-
ного эффекта температура Земли повышается до +15 °C; таким образом,
она нагревается на 33 °C. При мощности нагрева поверхности планеты око-
ло 80 Вт/м2 и повышения температуры на 33 °C чувствительность климати-
ческой системы g, = T/F будет равна gi <» 33/80 = 0,4125. Даже эти приблизи-
тельные расчеты показывают необоснованно завышенные значения чувст-
вительности по МГЭИК и необходимость уточнения значения Т^.
В свете вышеизложенных соображений следует особо отметить отсутст-
вие в обзоре 2001 г. выделения приоритетов численных значений чувстви-
5 Они были высказаны во время слушаний в комиссии сената США по коммерции, нау-
ке и транспорту 1 мая 2001 г.
13 Возможности предотвращения
193
телъности климатической системы и ее изъятие из категории значимых
величин из резюме для политиков (Climate Change, 2001). Фактически в об-
зоре 2001 г. МГЭИК признает, что на основе существующих моделей и ме-
тодик вычисления невозможно достоверно определить ее величину.
Определив Т2х в качестве установившейся температуры при удвоении экви-
валентной концентрации тепличных газов, специалисты по численному мо-
делированию создали непреодолимую проблему. Учитывая, что наиболь-
шее значение постоянной времени климатической системы близко к
1000 лет, для достижения установившегося решения дифференциальных
уравнений климатической системы численный расчет следует вести для пе-
риода не менее трех тысячелетий, даже при постоянных значениях радиацион-
ных возмущений. А с учетом наличия внутренней изменчивости самой
численной модели и отсутствия уверенности в устойчивости и сходимости
численного счета этот период следует увеличить. С другой стороны, даже
при реализации такого длительного численного эксперимента будет сложно
определить достоверное значение Г2г из-за случайных меняющихся резуль-
татов численных расчетов от одной прогонки к другой. Переход на некий
суррогат ввиде температуры в момент удвоения эквивалентной концен-
трации тепличных газов при условии ее линейного роста не дает возможно-
сти связать эту температуру с самой T2t. Более того, из-за стохастических
колебаний численных значений температуры в модели значение Т1х() в мо-
мент удвоения или вблизи него будет неоднозначным - оно будет изменять-
ся при каждой прогонке.
На страницах 538-540 третьего обзора приведены сравнительные оцен-
ки значений и Т2х известных МГЦАО. На основе этих данных нами рас-
считаны значения g0, Т^, g„ Т2х (при F,v = 3,7) и Fs - мощность радиации,
непосредственно ответственная за нагрев (табл. 1). На рис. 6 представлены
гистограммы величин gh и Fs. Эти данные получены при выполнении
экспериментов по программе сравнения взаимосвязанных моделей океана и
атмосферы (CMIP2) для двух случаев. Первый из них - это модели ML, где
океан представлен перемешанным слоем, а установившаяся температура
достигается при удвоенном значении концентрации СО2. Второй случай -
CMIP2 - модели, где в момент достижения удвоенного значения концентра-
ции СО2 при ее линейном ежегодном росте на 1% определяется значение
температуры, равное
О чем свидетельствуют эти данные? Для наиболее важных с точки зре-
ния климатической системы величин Т2х и Fs наблюдается недопустимо
большой разброс их значений. Для Fs от 43 до 87 Вт/м2, а для T2v (при
F2g = 3,7 Вт/м2) от 2 до 5,1 °C. При таких разбросах чувствительности моде-
лей нельзя не только произвести оценку степени адекватности представле-
ния моделями реальной картины климатических процессов, но, главное,
выработать какие-либо научно обоснованные прогнозы будущих климати-
ческих изменений. Ведущие деятели МГЭИК утверждают, что МГЦАО
являются и усовершенствованными, и адекватными, тогда как современные
модели не в состоянии определить реальную и единственную чувствитель-
ность климатической системы.
Проблематичность определения Т2х даже при использовании все более и
более совершенных моделей глобальных циркуляций в атмосфере и в океа-
194
Fee & Значения glt Fs и T^, принятые в качестве базисных при моделировании ведущими цен-
трами по исследованию климата
295

Сценарий	go		71x0		gi				F,	
	ML	| CMIP2	ML	| CMIP2	ML	| CMIP2	ML	| CMIP2	ML |	CMff2
MBRC, Австралия	0,43	0,43	1,62	1,63	0,59	0,60	2,20	2,21	56,00	55,64
CCSR/NIES, Япония	0,70	0,47	2,62	1,80	0,97	0,68	3,60	2,52	34,23	48,90
CCSR/NIES2	0,98	0,83	3,62	3,10	1,38	1,16	5,10	4,31	24,16	28,61
CGCM1, Канада	0,65	0,52	2,46	1,96	0,95	0,76	3,50	2,81	35,19	43,90
CSIRO, МК2, Австралия	0,83	0,53	3,09	2,00	1,16	0,78	4,30	2,87	28,65	42Л6
NCARCSM1, США	0,41	0,37	1,57	0,41	0,57	0,50	2,10	1,84	58,67	67,00
GFDL, США	0,71	0,57	2,69	2,15	1,00	0,84	3,70	3,12	3330	3930
GFDL, США	0,62	0,52	2,36	1,96	0,92	0,76	3,40	2,81	36,24	43,90
GISS, США	0,56	0,38	2,14	1,45	0,84	0,51	3,10	1,90	39,74	64,69
HadCM2, Англия	0,79	0,45	2,96	1,70	1,11	0,63	4,10	2,34	30,05	52,65
HadCM3, Англия	0,60	0,53	2,28	2,00	0,89	0,78	3,30	2,87	3733	42,88
IPSL-CM, Франция	0,70	0,52	2,63	1,96	0,97	0,76	3,60	2,81	3433	43,91
' MRI1, Япония	0,93	0,42	3,43	1,60	1,30	0,58	4,80	2,16	25,67	57,01
I MRI2, Япония	0,40	0,29	1,51	1,10	0,54	0,38	2,00	1,42	61,61	87,04
DOEPCM,CfflA	0,41	0,33	1,57	1,27	0,57	0,44	2,10	1,63	58,65	75,66
нах указывает на необходимость поиска других подходов. Для повышения
уровня адекватного воспроизведения тепло- и массообмена в численных мо-
делях океанов следует ограничить количество искомых величин и выбирать
их. исходя из наличия соответствующих им полевых данных. Таковыми для
океана могут быть признаны средние температуры различных резервуаров
океанов, приведенные в атласе С. Левитуса. Основными резервуарами
тепла и массы с заметно отличающимся и определяемыми температурами
являются:
1)	верхний квазиоднородный слой с температурой Гь причем поступаю-
щая на поверхность этого слоя тепловая энергия считается равномерно рас-
пределенной в результате интенсивных турбулентных и конвективных про-
цессов передачи тепла и массы (слой 1);
2)	находящийся под первым слоем главный термоклин (слой 21 с темпе-
ратурой Г21);
3)	глубокий океан под главным термоклином (слой 22 с температурой Т22);
4)	область формирования холодных глубинных вод, где перемешивание
происходит практически до дна океана вследствие интенсивного охлажде-
ния вод с температурой Т3, поступающих из первого слоя;
5)	атмосфера.
Для этих резервуаров имеются достаточно апробированные данные по
температуре. Поскольку основное влияние на атмосферные процессы ока-
зывает перенос тепла и энергии из низких широт в высокие, циркуляцию
масс водяного пара в атмосфере можно привязать к циркуляции в первом
слое, несколько увеличив его толщину. При этом исключается необходи-
мость моделирования атмосферных процессов (отпадает блок 5), а значение
приповерхностной температуры приписывается первому слою. Такая,
достаточно грубая, блочная модель позволяет оперировать известными па-
раметрами. Например, значения усредненных температур слоев 1 (с темпе-
ратурой 7\), 21 (с температурой Т21), 22 (с температурой Т22) и области 3
(с температурой Т3) приведены в известном атласе С. Левитуса. Нам пред-
ставляется, что для определения g, и Т2х более пригодны именно простые блоч-
ные модели. К.С. Демирчяном с соавт. (2001; Демирчян К.С., Демирчян К.К.,
1996; Demirchian K.S., Demirchian К.К., 1996; 1998) воспроизведены результа-
ты моделирования наблюдаемых изменений температуры при помощи
четырехблочной модели океана. Для моделирования принятых в МГЭИК
подходов параметризация уравнений блочной модели производилась таким
образом, чтобы воспроизвести наблюдаемый ряд температур МГЭИК. Для
этой цели наблюдаемый температурный ряд путем деления на некоторую
величину g0 переводился в радиационное возмущение, которое и вызывало
процессы переноса тепла и массы воды. Параметризация обеспечивалась
также, исходя из условия воспроизведения температур слоев по Левитусу.
Эти исследования показали, что при помощи соответствующей пара-
метризации модели можно воспроизвести наблюдаемый ряд температур
при произвольном значении g0.
Величина g0 по смыслу своего определения предполагает, что темпера-
тура верхнего слоя 1 линейно зависит от радиационного возмущения. По-
скольку нагрев океана происходит только через нагрев его поверхности,
такое допущение справедливо, если отсутствует отток тепла из этого слоя.
197
Рис. 7
Наличие оттока тепла нарушает линейную зависимость, однако весьма важ-
но то обстоятельство, что более 70-78% роста6 приповерхностной темпера-
туры определяется тепловой инерцией именно этого слоя, который характе-
ризуется постоянной времени 2,64 (g0 = 0,27) - 3,68 (g0 ~ 0,55) лет. Наши
исследования показывают, что при задании линейного роста концентрации
тепличных газов, используемого в МГЦАО для определения Тъ =	• g,,
в моделях климата определяют близкую к Тгл = F2v • g0 величину. Заметим
особо, что минимальное расхождение (около 2%) между TZx(JFZx  g0 имеет
место при значении 0,29 s g0 s 0,33. Таким образом, пользуясь связью меж-
ду Si и go> можно и из этих экспериментов вывести значение g,. Величина
= Tlxlgl в литературе колеблется в пределах 4,37 (в обзорах 1990 и
1996 гг.) - 3,42 (в обзоре 2001 г.) в зависимости от выбора экспериментато-
ров. В обзоре 2001 г. для величины Flx в качестве наилучшего приближения
принято 3,7 Вт/м2.
Важным результатом наших исследований особенностей процесса на-
грева океана является определение ответственной за повышение температу-
ры на 33 °C зависимости мощности радиации kF (Вт/м2), а, следовательно, и
g„ от g0. Эти зависимости приближенно могут быть определены из выраже-
ний
kF -189,72 ± 414,5 • g0 +155,7 • g2 +191,6 • g3,
gt - 0,625 - 3,57 • g0 +11,93 • g02 - 8,75 • g03, или g,. - -0,0747 +1,61 • g0.
На рис. 7 представлены зависимости g, и kF от g0. Что интересно в этих
кривых, и из каких соображений следует проводить отбор g0? Нам предста-
вляется, что отбор его следует проводить, исходя из наблюдаемых значе-
ний величины kF. Мы уже упоминали, что лишь треть достигающей по-
верхности Земли средней мощности радиации (около 240 Вт/м2) ответст-
венна за нагрев. Отсюда вытекает, что значение kF должно быть близко к
70-90 Вт/м2 и, следовательно, значение g0 должно лежать в пределах
0,31 л ge « 0,35° См2/Вт, a gh определяющая температуру установившегося
режима, может находиться в интервале 0,4 s g, s 0,46° См2/Вт. При
• 70% при g0 • 0,55 и 78% при во = 0,27.
198
ж 3.7 Вт/м7 значение чувствительности в моделях МГЦАО не должно
выходить за пределы 1,5 s « 1,7 °C. Таким образом, параметризация
МГЦАО при условии линейного роста концентрации СО2 должна быть про-
изведена так, чтобы значение 7'Ъ{) оказалось в пределах 1,2 s «1,3 °C.
Отсутствие ограничений на значения и в МГЦАО позволяет устано-
вить произвольно завышенные их значения, что и является основной причи-
ной разброса результатов моделирования. Эти результаты еще раз иллюст-
рируют необходимость и возможность установления общих для всех моде-
лей МГЦАО предельных значений Тъ для повышения адекватности и сопо-
ставимости моделей. Следует отметить и то обстоятельство, что введение
понятия “средняя приповерхностная температура” подразумевает равноцен-
ность вкладов в нее любых локальных температур, т.е. линейность системы
и равноценность любых источников радиационного возмущения.
Другой, весьма важный, вывод следует из особенностей изменения тем-
ператур блоков. Поскольку океан нагревается с поверхности, именно темпе-
ратура верхнего слоя определяет приповерхностную температуру земной
поверхности в целом. Благодаря различным значениям постоянных времени
системы, а их в данной модели четыре - т,« 2,6-3,7, т2 «= 58-105, т3<= 128-197,
т4 - 965-1525 лет7, температура различных слоев во времени меняется по-
разному. Быстрее всего меняется температура поверхностного слоя. Для
близкой к наблюдаемой чувствительности g, = 0,45 спустя 5-10 лет после
скачкообразного изменения радиационного возмущения этот слой приобре-
тает температуру, равную 68-75% от установившейся, из чего следует, что
так называемое отложенное повышение температуры касается только
32-25%. Например, для случая с g, = 0,45 к настоящему времени по сравне-
нию с 1850 г. наблюдаемая поверхностная температура Г, (2000) составляет
78% от gj • /^(2000) и 40% от установившейся. Если стабилизация выбросов
будет иметь место с середины этого века, то за последующее столетие тем-
пература 7\ будет расти со скоростью 0,014% в год.
Очень медленно будет меняться температура глубокого океана.
К 2000 г. она достигла всего 12% от установившейся. Таким образом, ожи-
дания длящегося многие столетия изменения температур относятся к глубо-
кому океану и средней температуре океана. Для иллюстрации характера
отложенного нагрева океана на рис. 8 представлены изменения температур:
поверхности океана Ть средней температуры океана То, при 72> = 1,7 °C, с су-
щественным ограничением годовых выбросов углерода J после исчерпания
запасов ископаемых топлив (около 4000 Гт), начиная с 2750 г. При Fx = 1,3/\.
достигались следующие максимальные значения: 7’,(2751) = 1,566 °C,
гомах(3195) = 0,637 °C, Г0(2000) = 0,08 °C, Кмах(2750) = 460,38 ppm, и
F«max(2750) = 3,66 Вт/м7, при F2K = 3,778 Вт/м7 и kF = 72,7 Вт/м7.
На рис. 8, а приведены результаты моделирования в случае
Р(2100) = 11,5 млрд человек и Tit= 1,7 °C. На рис. 8, б и 8, в представлен слу-
чай, когда Р(2100) = 13 млрд человек и = 1,73 °C. На рис. 8, г, д, е
представлен случай, когда Р(2100) = 13 млрд человек, но = 2,42 °C и
кР = 52 Вт/м7. Можно заметить, что во всех случаях сокращение выбросов с
2750 г. приводит к снижению уровня концентрации СО2 в атмосфере.
7 При 0,27 * «о * °-55’ 0,356 s g; л 0,82 °C • м7/Вт и 93,5 s кр s 41 Вт/м7.
199
Рис. 8. Кривые усредненных температур слоев 1 (Т|). 21 (Т2|), 22 (Т22), области 3 (7 j), средней
температуры океана (То), концентрации углекислого газа в атмосфере (ЛГ) и годовых выбро-
сов углерода в Гт (/)
В заключение заметим, что первые же численные расчеты на основе
новейшей модели РСМ “Параллельная климатическая модель” (Демир-
чан, Кондратьев, 1999) показывают, что введение ограничений, для вос-
произведения наблюдаемых температур океанов, требует существенного
уменьшения чувствительности модели. Именно поэтому мы считаем не-
обоснованными завышенные значения чувствительности в большинстве
моделей МГЭИК.
201
углеродный цикл
В согласии с выводами МГ’)ИК для лиц, принимающих решения, пред-
метом политических обсуждений в глобальном масштабе оказалось согла-
шение государств - участников конференции в г. Киото в декабре 1997 г. по
ограничению выбросов в атмосферу тепличных, и особенно, углекислого
газа. Выполнение рекомендаций по стабилизации выбросов углерода на
уровне, достигнутом к 1990 г., приведет к росту стоимости энергии, сниже-
нию темпов роста экономики и уровня жизни людей. Перераспределение
этого бремени между государствами порождает проблемы более сложные,
чем экологические. Даже такой экономический гигант, как США, в лице
президента США Дж. Буша (младшего) и его правительства не посчитал
приемлемым подписание документа, приводящего к существенному росту
безработицы. Дж. Буш мотивировал свой отказ отсутствием научной обос-
нованности мотивации Киотских соглашений. Это обстоятельство указыва-
ет на исключительно важное значение адекватного представления процес-
сов, связанных с поведением именно антропогенных выбросов СО, и в этой
связи его круговорота в целом. Первый и второй обзоры 1990 и 1995 гг. не
содержали отдельного раздела по углеродному циклу. В обзоре 2001 г. по-
явилась специальная глава 3, посвященная обсуждению проблемы углерод-
ного цикла и уровня концентрации углекислого газа в атмосфере. По коли-
честву цитируемых в этой главе работ, а их более, чем 382, можно судить
о сложности и важности этих проблем. Сложность исследования и модели-
рования углеродного цикла связаны с тем, что приходится иметь дело с хи-
мическими и биогеохимическими процессами, протекающими в биосфере,
атмосфере и в океанах. Количественная оценка этих процессов в настоящее
время неудовлетворительна из-за отсутствия адекватных математических
моделей и надежных полевых данных. Задача намного усложняется тем, что
отсутствуют модели антропогенных выбросов углерода в атмосферу, их сто-
ков в биосферу и в океан. Именно отсутствие проверенных полевых и
модельных данных привело к тому, что в обзоре 2001 г. не получилось
свести баланс стоков и источников углерода за 1996-2000 гг. Однако глав-
ный недостаток раздела заключается в том, что в нем полностью отсутству-
ют какие-либо данные, связанные с деятельностью самого человека. Общие
оценки выбросов углерода за счет сжигания ископаемых топлив, вырубки
лесов, изменения землепользования, без их количественной привязки к
человеческому фактору не дают возможности адекватно моделировать кру-
говорот антропогенных выбросов углерода.
В ряде статей (Демирчян К.С., Демирчян К.К., 1993; 1995; Демирчян и
др., 2001; Demirchian K.S., Demirchian К.К., 1995) нами показано, что рост
концентрации углекислого газа в атмосфере за вычетом 270 ppm (частей
на миллион) за последние 250 лет линейно зависел от роста численности на-
селения Земли Р в миллиардах, т.е. К ~ 15Р + 270 (рис. 9). Таким образом,
антропогенная доля Ка = К - 270 => 15Р.
Линейная зависимость наблюдается в течение последних 250 лет, когда
человеческая цивилизация переходила от доиндустриальной к индустриаль-
ной и постиндустриальной эпохам промышленного развития. За это время
происходила смена основных источников энергии: от дров к углю, нефти,
202
Годы
К — Кс ------Р — Рс
Рис. 9. Рост концентрации углекислого газа
К - наблюдаемая концентрация; Кс - расчетная концентрация, равная 270 + 15Р; Р - численность
населения, млрд чел.; Рс - расчетное значение при Рс (2100) = 11,75 млрд
газу, а в настоящее время используется их комбинация. Смена источников
энергии в экономике - процесс длительный и ресурсоемкий, параметры ко-
торого, судя по сохранению линейной зависимости при этих очень разных
условиях, изменяются медленно. Это свойство в нынешнем тысячелетии, ко-
гда основными источниками энергии остаются все те же нефть, газ и уголь,
и лишь их расходование становится более экономным, если и изменится, то
только в сторону меньших значений коэффициента пропорциональности 15.
Поэтому даная зависимость может быть использована и в качестве исход-
ной, и на перспективу ближайших ста-двухсот лет. Некоторое расхождение,
наблюдаемое с 1883 по 1954 гг., как показано одним из авторов (Демир-
чян К.С., Демирчян К.К., 1993) является следствием реакции биосферы на
вулканические извержения.
Линейная зависимость Ка от численности населения Земли может слу-
жить надежным средством создания модели глобальной циркуляции антро-
погенного углерода между атмосферой и другими его резервуарами в био-
сфере и в океанах. Простейшую модель углеродного цикла, где годовые вы-
бросы углерода в атмосферу./ и стоки Jh из него в биосферу JB и океан J оп-
ределяют изменение антропогенной доли концентрации углекислого газа Ка
в атмосфере, можно представить в виде:
J = Ja+Jh=a-dK ,/dt + Kn/b = a-l5-dP/dt + l5-P/b,
jb = JB + JO = 15-P/53,7 + 15-P/36.3,
где a *= 2,15, b =» 21,5, т - a  b == 46,2 лет.
Эта модель принимает еще более универсальный, аналитический харак-
тер, если воспользоваться открытой нами (Демирчян, Кондратьев, 1995;
Demirchian, Demirchian, 1995) аналитической зависимостью
Р — а + b atg((t с), dP/dl = be!(c2 +(t - f0)2),
203
» V'
f0 - 1701,5124 г 69,744536- /’ -6,3050352 - /;, +
+0,26606984 --0,0043111741-/^;
a = -1,5708009 + 0,95765391 • Po - 0,034173854 • /’2 +
+0,0012804848 • Pj - 0,00001914456 • P*;
b = -1,026536 + 0,61853191/’- 0,022827324 •	+
+0,00087045036 • Pj - 0,000013204025 • P*;
c = -55,404979 + 32,873613-^- 3,842258 • P* +
+0,18502066 • P{- - 0,0032572097 • P„-
Po - прогнозное значение численности населения Земли в 2100 г.
При такой параметризации изменения численности населения Земли в
прошлом и в будущем можно аналитически вычислить для любого года зна-
чения всех параметров углеродного цикла, а также суммарные (для заданно-
го интервала времени) стоки и выбросы углерода. В интервале между 1750
и 2001 гг. данная модель позволяет вычислять все перечисленные выше ве-
личины с погрешностью против полевых данных не превышающей процен-
ты. В свете представленной выше модели углеродного цикла рассмотрим
некоторые утверждения, содержащиеся в третьей главе обзора 2001 г.
С момента возникновения человечества и до освоения им огня оно вы-
брасывало в атмосферу углекислый газ лишь в процессе своего дыхания.
Согласно (Демирчян и др., 2001; Марчук, Кондратьев, 1992) в процессе ды-
хания человек выбрасывает в атмосферу в среднем около 130-140 кг угле-
рода в год. С освоением огня и сельскохозяйственной деятельности эти вы-
бросы увеличились. В течение нескольких тысячелетий до индустриальной
эры шел рост концентрации антропогенного углекислого газа в атмосфере.
За период с 6000 лет до н.э. до 1750 г. этот рост составил примерно
15 • (0,725 - 0,174) - 8,27 ppm. По этой причине выбросы антропогенного
углерода и связанный с ними рост концентрации углекислого газа антропо-
генного происхождения следует считать с уровня не 280, а 270 ppm. При на-
селении Земли, равном 6 млрд, чел., ежегодные выбросы углерода, связан-
ные с их дыханием, составляют величину, близкую к 0,78-0,84 Гт в год.
Эта величина выбросов должна быть введена в баланс углеродного цикла.
В настоящее время эти выбросы относят на счет вырубки лесов, преувели-
чивая значимость этого фактора. В обзоре 2001 г. приведен баланс стоков
и источников (табл. 2).
В этой таблице за 1990-е гг. отсутствуют выбросы за счет землепользо-
вания (главным образом из-за вырубки лесов) которые в среднем за
1980-1989 гг. были оценены в размере 1,7 ± 0,8 ГтС/год. Вследствие отсут-
ствия полевых данных МГЭИК считает, что эти выбросы компенсируются
неким («статочным стоком в размере -1,9(-3,8-0,3) ГтС/год. Из этих данных
трудно выделить антропогенную долю. Снижение накопленного в атмосфе-
ре углерода в течение 1990-х гг. на 0,1 ГтС/год по сравнению с 1980-ми гг.
связано с влиянием извержения вулкана Пинатубо в 1991 г. и не может быть
204
Таблица!
	1980-е гг.				1990-е гг.	1989-1998 гг.
Показатель		ЮРРС special report..., 2000				
	Глава 3		Обзор 2	SRRF [36]	Глава 3, обзор 3	НТО special report..., 2000
Накоплен в атмосфере, Гт/год	3,3±0,1	3,3±0,1	3,3±0,1	3,2±0,1	3,2±0,1	3,3±0,1
Выбросы ис- копаемых топлив	5,4±0,3	5,5±0,3	5,5±0,3	5,5±0,3	6,4±0,3	6,3±0,3
Поток океан- атмосфера	-1,9±0,6	-2±0,5	-2±0,5	-2±0,5	-1,7±0,5	-2,3±0,5
Поток Зем- ля-атмосфе- ра	-0,2+0,7	-0,2±0,6	-0,2±0,6	-0,3±0,6	-1,4±0,7	-0,7±0,6
Изменение землеполь- зования	1,7(0,6-2,5)	1,7±0,8	1,6±1,0	1,6±1,0	• • •	1,6±0,8
Остаточный сток в землю	-1,9(-3,8-0,3)	-1,9±1,3	-1,8±1,6	-1,9±1,6	• • •	-2,3±1,3
принято в расчет в балансе антропогенных стоков и источников. Поэтому
неясен реальный характер и темп изменения антропогенной доли выбросов,
ведущий к росту концентрации СО2 в атмосфере. В табл. 3 приведены ана-
логичные данные8, полученные при помощи модели антропогенной доли уг-
леродного цикла (Демирчян К.С., Демирчян К.К., 1995; Demirchian K.S.,
Demirchian К.К., 1995).
Согласно результатам моделирования, в 2000 г. выброшено в атмосферу
около 8,1 Гт углерода, в том числе 6,5 Гт - за счет сжигания ископаемого то-
плива и 1,62 Гт - в результате дыхания людей (0,83 Гт) и использования био-
продукции в качестве топлива (0,79 Гт). В атмосфере остались 3,67 Гт, сток в
океан составил 2,62, а в биосферу - 1,81 Гт углерода. Таким образом, в биосфе-
ре только в 2000 г. накопилось около 80 млн т углерода. За время с 1750 по
2000 г. биосфера потеряла около 96 Гт углерода, а с 1850 по 2000 г. - до 48 Гт.
Данные, приведенные в табл. 3, получены при помощи модели антропо-
генной доли углеродного цикла, привязанной непосредственно к численно-
сти населения, и показывают ее большую информативность в части, касаю-
щейся круговорота антропогенной составляющей углерода. Существенным
является тот факт, что сельскохозяйственная активность человека создала
существенные стоки и выбросы углерода в атмосферу. Именно рост числен-
ности населения на Земле ведет к увеличению потребления биопродукции и
в этой связи - к увеличению стоков в биосферу. Понятно, что это связано с
увеличением площади сельхозугодий, величиной улова и производства био-
продукции, а также с выбросами углерода в результате сжигания углерода
8 Данные за 2002 г. приведены в табл. 3 для сравнения с данными за 2000 г.
205
Таблица J
Средние истоки (♦) и стоки (-), ГгС/ЬЭД	1980-1089 гг.	1990-1999 гг.	2002 г.	2000-2009 гг. (прогноз)
Накоплен в атмосфере (сред.)	-3,01	-3,54	-3,68	-3,62
Выбросы за счет ископае- мых топлив (сред.)	5,30	6,07	6,62	6,58
Сток в океан (сред.)	-1,98	-2,41	-2,74	-2,88
Сток в биосферу (сред.)	-1,34	-1,63	-1,85	-1,95
Выброс за счет дыхания людей (сред.)	0,62	0,75	0,86	0,90
Выбор за счет сжигания дров (сред.)	0,38	0,74	0,80	0,88
Изъято (-), прибавлено (+) биоте (сред.)	-2,27	-0,26	0,08	-0,31
Складирование углерода в изделиях (сред.)	0,04	0,05	0,06	0,06
Складирование углерода в отходах* (сред.)	0,05	0,06	0,08	0,07
Примечание. Количество :	значащих чисел отражает возможность получения в модели повто-			
ряемых данных с этой и большей точностью. Все данные, в зависимости от процентного изменения значения Р(2100) = 11,5 млрд могут меняться в пределах этих процентов.				
Сумма этих составляющих в модели определяется однозначно, но ее разделение по видам весь- ма условно.				
как при дыхании, так и в результате воздействия на биоту (целевое и случай-
ное сжигание органических материалов). Значительное количество биопро-
дукции накапливается в виде изделий и отходов. В этой связи МГЭИК
может найти “потерянный сток” не столько в увеличении биопродуктивно-
сти из-за повышения концентрации углекислого газа в атмосфере, сколь-
ко в росте продуктивности сельского хозяйства (“зеленая революция”) и в
увеличении количества людей на планете. На основе подходов, изложен-
ных в главе 3 отчета 2001 г., не удается выделить антропогенные выбро-
сы и, следовательно, стоки. Такая ситуация заставляет соглашаться с ос-
новным тезисом МГЭИК относительно недопустимого характера вырубки
лесов, особенно в тропиках. Однако следует заметить, что в качестве
поглотителя СО2 из атмосферы тропические леса играют незначительную
роль - по мнению специалистов, источники и стоки в них сбалансированы,
так что их сумма близка к нулю. Поэтому разумную вырубку тропических
лесов с использованием древесины в качестве сырья для многих складиру-
емых изделий, с одной стороны, и использование освободившихся площа-
дей для сельского хозяйства с нетто-стоком углерода, с другой, следует
считать положительным фактором, сдерживающим рост концентрации
СО2 в атмосфере.
Важной проблемой, не нашедшей своего решения в обзоре 2001 г.,
является выяснение характера изменения концентрации углекислого газа
в атмосфере. Ее решение особенно важно для выделения особенностей из-
206
fft(1850-2000)
dK
dKco/dt
fft8(1850-2001)
---- dKco,T,dB
fft(1850-1998)
Рис. 10.1 - dKC0 T dB- расчетный темп изменения Ka с учетом влияния температуры и дина-
мики биосферы; 2 - dKC(J&. - антропогенная доля; 3,4,5- сглаженные при помощи преобра-
зования Фурье (усреднение за 8 лет) кривые ДАТ; 6 - наблюдаемая кривая AX'
менения антропогенной доли &К. Наличие полевых данных относительно
темпов изменения именно &Ка позволит более осмысленно подойти к реше-
нию проблемы прогнозов. В настоящее время допущение о ежегодном ро-
сте концентрации СО2 на 1% является общепринятым при моделировании
климата будущего. Но допустимость этого предположения не подкреплена
полевыми данными. Используемые МГЭИК модели углеродного цикла не
решают эти проблемы. Из предложенной нами модели следует, что темп
роста концентрации углекислого газа в атмосфере антропогенного проис-
хождения равен &Ка ** dKa/dt = 15 • а • dPIdt = 15 • а • Ь • с/(с2 + (t - Го)2) и до
настоящего времени определяется темпом роста численности населения
Земли. На изменение АХ влияет не только АХО, но и природные факторы,
так что без выделения антропогенной доли изменения К невозможно опре-
делить темп роста AXfl в наблюдаемом ряде АХ « dK/dt. На рис. 10 приведе-
ны: расчетная кривая IdKcoi.dB, учитывающая, кроме антропогенной доли
dKcJdt (кривая 2), также влияние на рост концентрации СО2 температуры
и динамики биосферы; сглаженные при помощи преобразования Фурье
кривые АХХ1850-2000) (3), АХ(185О-1998) (4) и АХ(1850-2001) (5); реальная
кривая АХ (6).
Представленные на рис. 10 результаты исследования различных факто-
ров, влияющих на темпы изменения концентрации углекислого газа в атмо-
сфере, свидетельствуют о значительном вкладе антропогенного фактора,
с одной стороны, и существенном влиянии природных явлений, - с другой.
В представленном интервале времени наиболее существенное влияние на
адекватное выделение антропогенной доли роста dKco/dt оказывают извер-
207
Таблица 7
1\чм
19 О 1979
1980-1989
199O-L999
2000-2009
2001-201»
Расчсг
Q,328%
0,412%
0,472%)
0,471 %
0,410%
I (аблюдсние
0,368%
0,465%
0,432%
жсние вулкана Пинатубо (1991 г.) и
динамика биосферы. Их влияние
особенно заметно на сглаженных
кривых, тенденция изменения кото-
рых существенным образом зависит
также от значения АА в конце интер-
вала. Если выделить только антро-
погенную долю, то в процентах к те-
кущему значению концентрации уг-
лекислого газа в атмосфере в табл. 4
приведены средние темпы среднегодовых за десятилетие антропогенной
доли (расчет) и наблюдаемых изменений содержания углерода в атмосфе-
ре. Из данных табл. 4 и рис. 11 следует, что начиная с 2000 г. темпы
роста концентрации антропогенной доли углерода (в %) в атмосфере начи-
нают снижаться.
Подробно эта проблема обсуждена в статье К.С. Демирчяна, К.К. Де-
мирчяна (1998). Отметим наиболее важные выводы из исследования особен-
ностей обработки полевых измерений и привязки закономерностей измене-
ния АА' и АЛ'а.
- При наличии существенных отклонений /SK от ЫК.а, вызванных природ-
ными явлениями (изменение солнечной активности, явления типа Эль Ни-
ньо, вулканические извержения и процессы в биосфере) и существующем в
настоящее время слабым проявлением тенденций к снижению темпа роста
АА', статистические методы обработки данных не дают возможность надеж-
но выделить антропогенную долю из наблюдаемого ряда.
- Модель углеродного цикла, привязанная к особенностям изменения
численности населения Земли, позволяет достаточно надежно констатиро-
вать наметившееся снижение темпа роста антропогенной доли углекислого
газа в атмосфере и тем самым обеспечить более адекватные прогнозы кон-
центрации углекислого газа в атмосфере.
— Существенное влияние на темп изменения оказывают биосферные
процессы.
Важной проблемой является способность океана поглощать стекающий
в него углерод. Именно ограниченная способность океана, по МГЭИК, явля-
ется основной причиной удержания выброшенного в атмосферу углерода в
течение многих десятилетий. В одном килограмме массы океанской воды
содержится в среднем около 0,0023 молей углекислого газа, так что при сум-
марной массе океанической воды, равной примерно 1,324 • 1021 кг, и 1 мол/кг.
равном 12,011 г углерода, в океане содержится около 36 576 Гт углерода. Со-
держание растворенного в глубоких водах океанов углекислого газа может
быть повышено до 3,2 мол/кг на килограмм, и в этом смысле океан способен
поглотить во много сотен раз больше углерода, чем в настоящее время. Одна-
ко последствием этого будет резкое снижение значения pH морской воды.
Сейчас оно составляет около 8 (минимум около 7,7 в низких широтах и мак-
симум 8,2 - в высоких); прогнозируемое снижение pH до 3,5 совершенно изме-
нит химические свойства океанической воды. Если в океан перейдет весь запас
уI лерода, содержащегося в настоящее время во всех видах ископаемого топли-
208
Рис. 11. Доля ежегодного изменения наблюдаемого (К) и антропогенного (dKca) изменения
концентрации СО2 в атмосфере
ва, то при условии его равномерного распределения по всей массе океаниче-
ской воды произойдет несущественное изменение pH9. Однако раство-
рение углекислого газа - сложная цепочка химических реакций, и их
протекание обуславливается равновесием содержащихся в воде углекислого
газа, кальция и ионов СОз” и HCOJ . На основании данных о содержании в
океане ионов СО3" установлено, что океаническая вода способна без каких-
либо ограничений растворить около 1300 Гт углерода (Demirchyan,
Demirchyan, 1995; Cole et al., 1993). Многочисленные модели исходят из
свойств океанической воды растворять и переносить углерод и из механиз-
мов этого процесса. При помощи модельных исследований установлен
приблизительный уровень ежегодно поглощаемого океаном углерода, кото-
рый в настоящее время оценивается в 1,5-2,2 Гт/год (в 1980-1989 гг.)
и 1,7 ± 0,6 Гт/год (в 1989-1998 гг.).
Количество углекислого газа, переходящего из океана в атмосферу
(и наоборот), определяется выражениями
С+ =J f+ds+, С. =f fds_, f = kg (pCO^-PCO^),
где величины; индексированные знаками плюс и минус, относятся к поверх-
ности раздела океан-атмосфера с различными направлениями потоков
углерода. Для определенности принято, что знак минус относится к потоку
9 Если в воды океана перейдет 2000 Гт углерода, pH уменьшится на 0,2-0,3, тогда как ко-
лебания этой величины в зависимости от широты составляют, напомним, около 0,5 pH (Cole
et al., 1993).
14 Возможности предотвращения
209
углерода. направленному от атмосферы к оксану, т.е. к стоку из атмосферы.
Парциальное давление углекислого газа в океане и в атмосфере обозначе-
ны соответственно />СО2,„ рСО2„ и коэффициент газообмена - кк. Суммар-
ные однонаправленные потоки углерода С+ и С_ зависят от температуры, кц,
разности рСО2(, - рСО2<(, размеров поверхностей, где разность удельных пар-
циальных давлений имеет противоположные знаки, и от температуры атмо-
сферы и океана. В высоких широтах, а также там, где температура выше не-
которой средней, при которой разность парциальных давлений равна нулю,
среднегодовой поток углерода направлен от атмосферы к океану (С_) а в
низких широтах и там, где температура ниже средней - от океана к атмосфере
(С+). Численные значения этих потоков углерода достаточно велики:
С_ <=> 90-92 и С+ = 88-90 Гт/год10 11. Этим потокам в атмосфере соотносят ана-
логичные потоки углерода от поверхности океана в глубинные слои (около
101,6 Гт/год) и из глубинных слоев к поверхности (около 100 Гт/год) (Climate
Change, 1995). Потоки углерода биологического происхождения в толще
океана не превышают 10% от суммарного потока11. С точки зрения
МГЭИК, в промежуточном и глубинном слоях океана накапливается около
1,6 Гт углерода в год; в поверхностном слое накапливается около 0,4 Гт в год
(на уровне 1980-1999 гг.). Эти данные отражают современное представле-
ние, в котором основной механизм, регулирующий соотношение океаниче-
ских потоков углерода от атмосферы и к ней, определяется процессами в
самой толще океана. Следует особо отметить то обстоятельство, что по-
верхности с С+ (низкие широты) и с С (высокие широты) пространственно
разделены, и по этой причине океанический цикл углерода замыкается глав-
ным образом через его потоки в атмосфере.
Биосфера также является источником и стоком углерода. В почве и дет-
ритах накоплено не менее 1580-1500 Гт углерода, в растительном покрове -
еще 610-500 Гт.12 Поток углерода от этих резервуаров оценивается в
61,6-119 Гт/год углерода в атмосферу; обратный поток - примерно
в 61,9-120 Гт/год. Все эти данные являются приближенными и отражают
лишь современные, непрерывно меняющиеся представления о круговороте
углерода. Так например, еще в 1990-х гг. в своем первом обзоре МГЭИК оце-
нивал потоки углерода из глубоких слоев океана к поверхности в 37 Гт/год,
обратный - в 39 Гт/год (Climate Change, 2001), а на суше 100 и 102 Гт/год.
При приблизительном количестве углерода в океане 38 000 Гт и на средней
глубине океана, равной 3730 м, морской круговорот углерода происходит со
средней скоростью вертикального течения в океане (апвеллинга), равной
4 м/год. Следовательно, с не меньшей скоростью происходит круговорот
углерода. Можно было ожидать, что повышение значений потоков углерода
в океане, обусловленное большей скоростью круговорота углерода при том
же количестве в единице объема, в свою очередь должно было бы сопрово-
ждаться повышением способности океана поглощать углерод. Однако в
модельных данных при круговороте и 39 Гт/год, и 91 Гт/год нетто-сток из
атмосферы в океан принимается равным около 2 Гт/год.
10 88 по третьему обзору МГЭИК в 2001 г. и 90 по второму обзору в 1995 г.
11 Эти и нижеприведенные данные взяты из обзора МГЭИК 1995 г.
12 Во всех случаях — первое число - из обзора 1995 г., второе - из обзора 2001 г.
210
Для понимания особенностей углеродного цикла целесообразно опери-
ровать концентрацией углекислого газа в атмосфере, поскольку эту величи-
ну можно достаточно точно измерить. Модели глобального углеродного ци-
кла. привязанные именно к этой переменной, могут быть источником более
обоснованной информации. Особого внимания заслуживает моделирова-
ние неравномерного распределения углерода по толще воды, что дает воз-
можность представить ход изменения концентрации СО2 для случаев, про-
гнозируемых МГЭИК. Допуская, что углерод проникает в глубь воды че-
рез поверхность при экспоненциальном характере его перераспределения
в пространстве и во времени, и принимая, что концентрация углерода в
атмосфере определяется его долей в стометровом, хорошо перемешивае-
мом слое (при средней глубине океана около 3700-4000 м), для изменения
концентрации углекислого газа в атмосфере в первом приближении мож-
но записать13:
1 >
Y^t-xYJ^dx,
где Jo - доля углерода, поступающего в океан; т - постоянная времени.
Именно выбор этой величины вызывает наибольшие разногласия.
В данной работе она приравнена к постоянной времени т атмосферного ци-
кла углерода и равна т = 21,5 • 2,13 = 46 лет. Для воспроизведения результа-
тов, приведенных в обзорах МГЭИК, эта величина должна быть в 2,5-3 раза
больше.
Распределение углерода по высоте должно быть близко к равномерному
в тех слоях океана, где в среднем в течение года происходит только выброс
углерода (низкие широты) или годовой баланс выбросов и стоков близок к
нулю. В тех областях, где происходит сток из атмосферы (преимущественно
высокие широты; площадь их меньше в силу преимущественной роли нис-
ходящих течений в океане), распределение углерода по толще воды будет
существенно отличаться от принимаемого для диффузной модели. В опреде-
ленных частях океана попеременно могут иметь место то выброс, то сток
углерода, и здесь отмечается определенная неоднородность распределения
углерода по толще океана. Она должна привести к существенному росту
концентрации СО2 в атмосфере. Анализ поведения трассеров в океанах под-
тверждает эти выводы. Так например, концентрация изотопа 14С в атмосфе-
ре уменьшается в 2,73 раза примерно за 9 лет (Марчук, Саркисян, 1988), т.е.
в 5 раз быстрее определенного в данной работе срока - 46,5 лет14. Распре-
деление трития по толще вод в западной части Северной Атлантики показыва-
ет существенное влияние нисходящих течений (Демирчян К.С., Демирчян К.К,
13 Пренебрегается запаздывание в случае с равномерным распределением углерода в
толще вод океана, что приводит к завышенному значению К.
14 Т. Барнетт и др. (Barnett et al., 2001) время достижения равновесного состояния концен-
трации СО2 в атмосфере и в океане принимают еще меньшим - несколько лет.
211
скорость которых достигает ИИ) м в год1'. Исследование распре-
ц'.пениы содержания СО, по толще вод Гихого океана между 18° с.ш и
S ю.ш. и 150е «.д. показало, что с глубиной оно увеличивается на 10-15%.
(Climate Change, 1991). Анализ картины распределения вертикальных и го-
ризонтальных скоростей течения в Северной Атлантике (Goet et al., 1997;
с учетом того обстоятельства, что в Арктическом бассейне сток рек в три
раза (Climate Change, 1995) превышает осадки, иллюстрирует наличие при-
родного насоса, обеспечивающего эффективное нагнетание углерода в
глубь океана.
Детальное моделирование этих процессов, несомненно, создаст основу
более точной количественной оценки стока углерода в океан. Даже имею-
щиеся к настоящему времени данные не свидетельствуют в пользу сущест-
венного влияния неоднородности распределения углерода по толще воды.
На это указывает и анализ динамики процессов обмена углерода между
атмосферой и океаном при искусственном изменении его содержания в
атмосфере.
В случае инжекции некоторого количества углерода в атмосферу
произойдет повышение концентрации СО2 в ней, что приведет к нарушению
динамического равновесия потоков углерода между океаном и атмосферой
и вызовет перераспределение стоков и выбросов между ними. В начале пе-
реходного процесса из-за повышения парциального давления рСа и запазды-
вания изменения парциального давления рС,„ уменьшится выброс углерода
из океана и увеличится сток из атмосферы, независимо от процессов диффу-
зии и наличия или отсутствия биологического насоса в верхних слоях океа-
на. В результате количество углерода, связанное с повышением концентра-
ции СО2 в атмосфере, определится суммой внешнего источника (+).
уменьшенного выброса из океана (-) и увеличенного стока (-) в океан.
При этом для обеспечения некоторого уровня стабилизации даже не обя-
зательно увеличение стока в океан. Динамика этого процесса определяет-
ся постоянными времени углеродного цикла. Для случая уравнения перво-
го порядка, рассмотренного в данной работе, она близка к 46 годам. В ди-
намическом состоянии именно эти процессы будут определять характер
изменения концентрации СО2 в атмосфере при наличии антропогенных
выбросов углерода в атмосферу. Неучет динамических свойств углерод-
ного цикла приводит к существенному завышению прогнозных значений
концентрации углекислого газа в атмосфере. P.M. Hungan, Н. Drange (1995)
смоделировали последствия выбросов СО2 электрической станцией мощ-
ностью 1 ГВт в атмосферу или в океан; исследованы последствия выбро-
сов в атмосферу 2120 Гт углерода в течение 200 лет. По данным модели-
рования, произойдет повышение концентрации СО2 в атмосфере до
1090 ppm, причем за первые 100 лет при выбросе в атмосферу половины
указанного количества углерода (1060 Гт) концентрация повысится до
уровня 627 ppm.
Попытаемся на основе этого подхода оценить правомочность такого
метода прогнозирования на основе современных данных. К 2001 г. сум-
марные выбросы углерода с 1850 по 2001 г. составили около 437 Гт.; из
За десять лет трассер проник до глубины 1000 м.
этой* количества в океане и атмосфере остались около 326 Гт. Со-
гласно разработанной методике (Hungnan, Drange, 1995), концентрация
углекислого газа в атмосфере К должна была повышаться на
326/(2120/1090-1060/627) - 168-194 ppm, т.е. следовало бы ожидать ее значе-
ния. равного примерно 286 + (168 - 194) = 454-480 ppm, где 286 - К (1850).
В 2001 г., согласно данным наблюдения, значение К близко к 371 ppm.
Это кардинальное расхождение показывает, что стандартные подходы, на
основе которых были произведены прогнозные оценки не только в ука-
занной работе, не дают возможность получить соответствующие реально-
сти данные.
ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
При создании МГЭИК основной задачей была количественная оценка
степени и последствий влияния человеческой деятельности на климатиче-
ские процессы. Отбор включаемых в обзор научных исследований и систе-
матизация их результатов должны были обеспечить решение именно этой
проблемы. Если подходить с этой Mepofi оценки всех трех обзоров МГЭИК,
приходится констатировать, что именно количественная сторона проблемы
не находила в них удовлетворительного отражения. TaKofi упрек к обзору
1991 г. будет несправедливым, если вспомнить, что недостаточная система-
тизация исследований в области антропогенного аспекта глобального по-
тепления и вызванных им климатических изменений частично была воспол-
нена именно благодаря этой работе. Главные подходы к оценке, а точнее,
к переоценке роли человека в изменении климата и выбор основных напра-
влений исследований, были заложены именно в этом обзоре. В нем утвер-
ждалось, что антропогенное вмешательство в климатические процессы
существенно и будет представлять опасность уже в ближайшем будущем.
Это утверждение напрямую зависит от постановки и решения проблемы
прогноза изменения наиболее важных климатических параметров, в первую
очередь приземной температуры воздуха. Поскольку предполагается, что
основной причиной этого повышения является усиление тепличного эффе-
кта, приходится решать проблему расчета радиационного возмущения за
счет тепличных газов и, следовательно, изменения их концентраций в атмо-
сфере, по крайней мере, в течение столетия. Следует особо отметить роль
материалов для обзора 1991 г., подготовленных МГЭИК, в принятии на вто-
рой Международной конференции по климату (1990 г., Швейцария) основ-
ных концептуальных положений. Они относились к роли человечества в из-
менении климата, наступлении пустынь16, подъеме уровня морей и т.д. и
обосновывали необходимость принятия немедленных политических реше-
ний! для предотвращения предсказанных МГЭИК неминуемых опасных пос-
ледствий в наступающем XXI в. Именно на этой конференции устами пре-
мьер-министра Великобритании М. Тетчер руководство МГЭИК даже при
условии недостаточных научных оснований утверждало о необходимости
принятия политических решений. Эта конференция положила начало про-
16 Особенно в регионе Сахеля, где в настоящее время отмечается не наступление, а от-
ступание пустыни.
213
цеосл папнтизации проблемы глобального потепления и превращения се в
орудие международной политики. Об этом свидетельствуют Вторая конфе-
ренция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.)
и последовавшие через 5 лет специальные сессии Генеральной Ассамблеи
ООН “Рно+5” (Нью-Йорк, 1997 г.) и “Рио+10” (Йоханнесбург, 2002 г.).
Результатом этих конференций явилось провозглашение опасного характе-
ра “глобального потепления” и принятие крайне неудачной, дезориентиру-
ющей и несправедливой по отношению к развивающимся странам “Рамоч-
ной конвенции ООН по проблеме изменений климата” (РКИК). Она необос-
нованно связывала наблюдаемое повышение температуры главным обра-
зом с человеческой деятельностью и рекомендовала промышленно разви-
тым странам сократить выбросы в атмосферу тепличных газов, прежде все-
го СО2. В декабре 1997 г. в Киото (Япония) прошла третья конференция
государств, подписавших РКИК, на которой долго и остро дискутировалась
необходимость принятия требования о сокращении выбросов углекислого
газа к 2008-2012 гг., примерно 5% по отношению к выбросам 1990 г.
Эти дискуссии продолжались и на восьмой встрече участников соглашения,
состоявшейся в 2002 г. в г. Дели, где 77 развивающихся государств во главе
с Китаем и Индией потребовали, чтобы развитые сараны компенсировали
издержки, связанные с экономическими последствиями ограничения выбро-
сов тепличных газов в развивающихся странах. Следует подчеркнуть, что
требование ограничить выбросы углекислого газа таким образом, чтобы
они не превышали уровень 1990 г., вытекает из необоснованного предполо-
жения МГЭИК о длительности его круговорота и задержке в атмосфере
даже после прекращения выбросов. По этим причинам проблема прогнози-
рования концентрации СО2 в атмосфере приобретает решающее зна-
чение.
Во втором обзоре задача прогнозирования концентрации тепличных га-
зов решалась достаточно адекватно. Была собрана и обработана вся исхо-
дившая от специалистов и организаций информация по различным сценари-
ям и оценкам развития мировой экономики, источников энергии, техноло-
гий по их преобразованию и др. На основе этой информации, воспроизво-
дившей мнения достаточно широкого спектра специалистов и заключавшей
различные методические подходы, были отобраны некоторые усредненные
сценарии годовых выбросов в атмосферу тепличных газов и роста их кон-
центрации. Разброс данных в прогнозах оказался настолько велик (десяти-
кратный по выбросам и многократный по концентрациям), что встала про-
блема оценки реализуемости этих сценариев и отбора наиболее вероятного,
реалистичного, адекватного сценария. Из-за отсутствия обоснованных кри-
териев отбора для выработки рекомендаций пришлось, методом усреднения
некоторых параметров наблюдаемых процессов и экстраполяции их значе-
ний, выбрать сценарий дальнейшего развития, названный “IS92a”, или
“BAU” (Business As Usual - “бизнес как обычно”). Однако отсутствие науч-
но обоснованной оценки приемлемости такого сценария и вследствие этого
равноправность всех близлежащих сценариев, и главное, принятие в качест-
ве руководящего принципа “избежать наихудшего" превратили процедуру
прогнозирования в выбор наиопаснейшего из сценариев. Этому способство-
вала изначальная убежденность руководства МГЭИК в недопустимом хара-
214
ктере влияния людей на климат и на окружающую среду. МГЭИК старалась
представлять результаты научных исследований в наиболее привлекатель-
ной для обывателя и полезной для себя и средств массовой информации
форме. Требование отобрать объективную информацию один из ведущих
деятелей МГЭИК С. Шнейдер еще в 1989 г. формулировал следующим
образом: "Чтобы захватить воображение общественности, мы должны
предложить ей некоторые страшные сценарии, сделать упрощенные драма-
тические утверждения и небольшие ссылки на сомнения, которые имеют
место. Каждый из нас должен найти правильный баланс между эффектив-
ностью и честностью”. Такому характеру отбора сценариев способствовало
и стремление руководства МГЭИК использовать средства массовой инфор-
мации для оказания давления на общественность и политиков.
В обзоре 2001 г. сделана попытка поднять уровень научной обоснован-
ности прогнозов. Однако, поручив решение этой проблемы группе специа-
листов и даже используя современные технологии (например, участие науч-
ных работников в "открытом процессе” с помощью интернета), не удалось
решить проблему научно обоснованного сужения разброса прогнозов.
Именно поэтому МГЭИК старается заменить прогнозирование даже не сце-
нариями, а "сюжетными линиями”. Однако сколь бы ни были совершенны
математические модели экономических и социальных взаимосвязей, в
конечном счете, остаются неопределенными критерии, ограничивающие
свободу выбора "сюжетных линий”. В контексте проблемы глобального по-
тепления такими критериями являются численность населения, величина
выбросов СО2 и других тепличных газов, приходящихся на душу населения.
Именно отсутствие каких-либо критериев, ограничивающих эти основные
параметры, порождает многообразие пятидесяти "сюжетных линий”.
Их многочисленность и произвольность сводит практическую и научную
ценность исследований к художественной, вызывающую восхищение про-
фессиональной грамотностью и фантазией авторов их разработки. На фору-
ме Института исследований проблем электроэнергетики в США, состояв-
шемся 26-28 марта 1997 г. в Пало Альто (Калифорния, США), группа из
21 эксперта в области электроэнергетики обсуждала проблему "Глобальная
электрификация: Последующие Десятилетия”. На этом форуме Н. Накиче-
нович представил результаты работы (IPPC Special Report, 2000). Поскольку
проблемы глобальной электрификации тесно связаны с социально-эконо-
мическими и климатическими проблемами, доклад, представляющий мне-
ние МГЭИК, вызвал и интерес, и критику. Специалисты в области электро-
энергетики поставили под сомнение возможность реализации большинства
из представленных "сюжетных линий”.
Непродуктивность построения ничем не ограниченных “сюжетных
линий” была продемонстрирована тем, что произвольные условия, принима-
емые за основу их построения, не соответствовали наблюдаемым тенденци-
ям. В энергетике, наиболее инерционной сфере человеческой деятельности,
трудно менять тенденцию изменения определенных параметров. Одним из
важных климатообразующих параметров являются глобальные выбросы
углерода в расчете на душу населения. На рис. 12 представлены кривые из-
менения этого параметра, рассчитанные для четырех вариантов отношения
расчетных и наблюдаемых величин. На рисунке жирными точками предста-
2/5
Рис. 12. Изменение удельных выбросов углерода в атмосферу. Наличие индекса "с” обозна-
чает расчетную величину
влены усредненные по всем сценариям значения удельных выбросов углеро-
да на душу мирового населения. Большое сомнение вызывает необоснован-
ное увеличение этой величины в большинстве сценариев после 2000 г.
Из кривых на рис. 13 следует, что удельные выбросы углерода независи-
мо от способа их вычисления снижаются, начиная с 1995 г. Эта тенденция не
является случайной и отражает объективные особенности развития миро-
вой экономики и тенденции роста численности населения Земли. В XX в. на-
селение Земли увеличилось почти в 4 раза, но в XXI в. оно, как ожидается,
вырастет менее чем в 2 раза. Причем рост произойдет главным образом в
развивающихся и слаборазвитых странах. В промышленно развитых стра-
нах (“золотого миллиарда”, “севера”) наряду со стабилизацией численности
населения произойдет повышение эффективности использования энергии и
снижение ее абсолютного потребления. Эти факторы, начало действия ко-
торых проявляется на рис. 13, в большой мере будут воздействовать на сум-
марные выбросы углерода в атмосферу. По этой причине из всех "сюжет-
ных линий” более или менее реализуемыми могут быть близкие к В2 Image
(IPPC Special Report..., 2000)'? (рис. 13).
На прогнозные оценки концентрации углекислого газа, наряду со сцена-
риями выбросов углерода, решающее влияние оказывает понимание роли
океана в качестве его поглотителя, поскольку именно океан является тем
резервуаром, где в конечном счете будет аккумулировано использованное
человечеством ископаемое топливо. Рост численности населения приведет к
интенсификации сельскохозяйственной деятельности, к росту и выбросов
углерода, и его стоков. Таким образом, сток в биосферу увеличится по мере
роста численности населения, т.е. концентрации СО2. Какого значения дос-
тигнет концентрация углекислого газа в атмосфере в установившемся режи-
ме, зависит от того, каким образом соотносятся количества углерода в атмо-
17 В обзоре 2001 г. этот вариант не рассмотрен.
216
е»|н.'ре н в океане. До вмешательства человека в углеродный баланс в океа-
не содержалось около 38 000 Гт углерода. В атмосфере с концентрацией
270 ppm было запасено 270 • (2,13-2,15) = 575-580 Гт углерода. Соотношения
между потоками углерода из атмосферы в океан и в биосферу, следующие,
из баланса стоков и источников, можно отнести и к доантропогенному пери-
оду. Тогда в течение года сток углерода в атмосферу из океана и его посту-
пление из океана в атмосферу равнялись 270/36,3 = 7,44 Гт. Между биосфе-
рой и атмосферой в течение года в среднем циркулировало 270/52,7 = 5,12 Гт
углерода. Поскольку обмен между океаном и атмосферой происходит при
помощи углекислого газа, то коэффициент газообмена обеспечивает равно-
весие между 270 ppm углекислого газа в атмосфере с такой же концентраци-
ей в буферном объеме. Следовательно, равновесие в реакциях взаимного
обмена между содержащимися в океанической воде углекислым газом,
бикарбонатом HCOJ , карбонатом COj и ионами водорода Н+, достигалось
при концентрации 270 ppm и при суммарном количестве углерода во всех со-
ставляющих, равном приблизительно 38000 Гт. Если количество углерода в
океане увеличить на 10% (что соответствует поступлению в океан всего за-
паса ископаемого топлива, равного приблизительно 4000 Гт), то вслед-
ствие реакций между составляющими в установившемся режиме настолько
же увеличится количество СО2 в буферном объеме и, следовательно, таким
же будет и рост равновесной концентрации СО2 в атмосфере. Но при этом
на те же 10% вырастет концентрация ионов водорода Н+ и, следовательно,
увеличится кислотность воды океана.
—♦— A1AIM	-в—A1ASF	—й—А1 IMAGE	—Al MESSAG
—*— Al Minicam	—Al Maria	—I— A1C AIM	—-—	A1C Message
A1C Minicam	—O—	A1G AIM	—♦ A1C AIM	—A—	A1C Minicam
—И— A1G Mimcam	—Ж—	Bl High Message	— Bl High Minicam	—I—	B2 AIM
—B2 Image	—	B2 Maria	—0— B2 Minicam	—□—	B2 High Minicam
—KD
Рис. 13
2/7
Гакнм образом. основное предположение о снижении стока в океан по
мере роста концентрации углекислого гача в атмосфере основывается на
данных модельных исследовании углеродного цикла (1РРС Special Report
2(МХ); Siegenthaller. Joos, 1992; Joos et al., 1996; 1999; Jain, 1994), показываю-
щих. что влияние неравномерного распределения стекающего в океан угле-
рода к настоящему времени по отношению к 1750 г., достигшего уровня
180-200 Гт, свидетельствует, что оно или отсутствует, или незначительно.
Важной особенностью этих моделей является необходимость их параметри-
зации, которая производится на основе предположения о нулевом балансе
потоков в углеродном цикле, не возмущенном антропогенным вмешательст-
вом. При такой параметризации исключается влияние реально существую-
щих потоков углерода природного происхождения в различных областях
океана на перераспределение антропогенных потоков. Что касается вклю-
чения углеродных циклов в океане и в биосфере в МГЦАО, то степень их
достоверности и возможности их оценки еще более проблематичны, чем
таковые для температуры. По этим причинам вывод МГЭИК относительно
снижающейся способности биосферы и океанов поглощать углекислый
газ по мере роста его концентрации в атмосфере не может быть признан
научно обоснованным.
ПРОБЛЕМА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МГЦАО
Без большого преувеличения можно утверждать, что политика МГЭИК
определяется не только политиками и обеспокоенными научными работни-
ками, но в большей мере - специалистами по моделированию и численным
расчетам. Специфика численного моделирования и вычислительная техни-
ка фактически определили пути развития подходов МГЭИК к решению про-
блемы глобального потепления. Главный лозунг этого развития: “больше
вычислительных мощностей и больше детализации’’. Если сравнить вычис-
лительные возможности ЭВМ начала 1980-х гг. и середины 1990-х гг., то
можно прийти к выводу о разительном расхождении между ростом произво-
дительности ЭВМ и количеством полученных с их помощью доказанных ут-
верждений. Утверждений, которые ответили бы на вопросы, связанные с
пониманием и оценкой основных характеристик глобального потепления в
целом и антропогенного его характера в особенности. Именно скромные
успехи в понимании реальных особенностей собственно антропогенного
характера потепления рядом с впечатляющим развитием вычислительной
техники заставляют сомневаться в перспективности требований большей
детализации описания явлений и достижения большей мощности ЭВМ. Чем
больше детализация топографических данных, сведений о неоднородности
физических и химических параметров атмосферы, биосферы и океанов, тем
больше необходимость в доказательстве процесса сходимости численных
расчетов и соответствия их результатов действительности. Для этого необ-
ходимо, чтобы численные расчеты воспроизводили некоторый наблюдае-
мый климатический процесс. И, как это ни странно, чем выше степень дета-
лизации, тем сложнее доказать адекватность модельных расчетов. Это ут-
верждение следует из невозможности повторного воспроизведения клима-
тических явлений ни в натурных условиях, ни в моделях. Одной из важных
218
проблем является невозможность адекватного воспроизведения в моделях
фазовых переходов воды и турбулентных процессов переноса энергии и мас-
сы веществ в атмосфере и в океанах. Вследствие этого особое значение при-
обретает проблема моделирования облачности, поскольку роль облаков в
энергобалансе чрезвычайно велика, а их модели несовершенны. Моделиро-
вание облачности в различных климатических моделях отличается, и весьма
существенно. А без согласованного и апробированного всеми разрешения
этой проблемы последствия антропогенных радиационных возмущений, ко-
торые составляют малую долю радиационных возмущений, вызванных об-
лаками, невозможно выделить из общей картины.
Учитывая весьма скромные достижения в области количественной оцен-
ки вклада антропогенного фактора в изменение климата, представляет ин-
терес оценка возможностей различных подходов к моделированию климата
в обзоре 2001 г. В восьмом разделе обзора (“Эволюция моделей”) наряду с
МГЦАО и простыми моделями обосновывается необходимость развития
нового поколения моделей, названных моделями планетарной системы про-
межуточной сложности (EMIC - Earth system models of intermediate complexi-
ty). Их особенность - более сжатая форма отображения многих процессов,
неявно выраженных в крупных моделях глобальных циркуляций (МГЦАО).
Они занимают промежуточное положение между простыми моделями и
МГЦАО и дают возможность моделировать процессы, длящиеся многие ты-
сячелетия. Учитывая то, что в течение ближайшего пятилетия МГЦАО бу-
дут не в состоянии обеспечить количественную оценку антропогенного вме-
шательства в климатические процессы, можно не сомневаться: развитию
моделей EMIC будет уделено большое внимание в следующем Обзоре, и на
них будут возложены основные надежды.
В упомянутом разделе обзора 2001 г. подчеркивается то обстоятельство,
что МГЦАО необходимы для получения картины именно регионального из-
менения климата. Возникает закономерный вопрос: а надо ли до уточнения
численных оценок влияния человека на климат продолжать интенсивные
исследования региональных изменений климата, если они невоспроизводи-
мы, не поддаются проверке и, следовательно, имеют весьма сомнительное
отношение к действительности? Если на этот вопрос ответить отрицатель-
но, то освободившиеся вычислительные и научные возможности можно
будет переключить на исследование и прогноз проверяемых на практике
глобальных погодных изменений, что даст возможность в более конкрет-
ных и проверяемых условиях усовершенствовать МГЦАО. Такая смена на-
правления деятельности специалистов в области численного моделирования
позволит на примере прогнозирования глобальной картины погодных усло-
вий апробировать модели, оценить степень их достоверности и на этой осно-
ве усовершенствовать их. Модели, апробированные таким образом, с боль-
шим основанием могут быть использованы для прогнозирования климата
будущего. Более того, наконец можно будет выработать единый апробиро-
ванный подход к моделированию климатических процессов и избавиться от
царящего в настоящее время разнобоя в оценках достоверности полученных
результатов. Одновременно научная общественность получит возможность
отделить ученых от политиков и выработать более адекватные пути разви-
тия взаимоотношений человека с природой и с климатом в частности.
219
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
За время своей почти 15-летней деятельности МГЭИК сыграла весьма
важную роль организатора и инициатора исследований климатических из-
менений. Она сумела в своих обзорах синтезировать наиболее важные ре-
зультаты этих исследований и вовлечь в орбиту своей деятельности огром-
ное количество научных работников. Скрупулезное изучение обзоров пока-
зывает, что они действительно отражают точки зрения научного сообщест-
ва. Однако акцентировка отдельных точек зрения, особенно в документах
политического значения, оставляет впечатление идеологической, доходя-
щей до уровня теологической, нацеленности руководства МГЭИК. Это впе-
чатление усиливается при ознакомлении с воззрениями на антропогенный
аспект климатических изменений таких ведущих деятелей МГЭИК, как
бывший председатель МГЭИК Б. Болин и председатель первой рабочей
группы (научная база) до 2001 г. Д. Хотон. Благодаря их авторитету и усили-
ям была сформулирована позиция этой организации относительно опасного
характера антропогенного вмешательства в климатические процессы.
Не вызывает сомнение ведущая роль Д. Хотона в создании текста обраще-
ния премьер-министра Великобритании М. Тэтчер к участникам второй меж-
дународной конференции 1990 г. Это обращение носило программный
характер; впоследствии почти все выдвинутые в нем тезисы были сформу-
лированы в качестве позиции МГЭИК. Следует еще раз подчеркнуть то об-
стоятельство, что к 1988 г., когда была организована МГЭИК, отсутствова-
ла научно-обоснованная констатация глобального потепления и наличия
антропогенного влияния на климат. Именно эти обстоятельства, доведен-
ные до сведения президента США его научными консультантами, не позво-
лили Дж. Бушу (старшему) подписать документы, выработанные в Рио-де-
Жанейро в 1992 г.
В отсутствие достоверных научных данных каждый ученый в своей дея-
тельности может руководствоваться интуицией, моральными и религиозными
соображениями. Однако такая позиция оправдана лишь на личном, но не на
государственном и тем более не на всемирном уровне. Даже если руководст-
воваться моральными и социальными соображениями, следует не терять из
виду, что они должны учесть интересы большинства населения мира. Иначе
спасение одних может обернуться гибелью других, что, конечно, аморально
и асоциально. Тому пример многолетняя и тяжелая политическая борьба за
проталкивание Киотских соглашений. В этом процессе находит свое отра-
жение ущербность позиций апологетов спасения окружающей среды от
опасных последствий вмешательства человечества в природные процессы.
Не доказанные и преувеличенные опасения некоторой части общества и по-
литиков используются для достижения частных, эгоистических целей.
Не секрет, что экологические движения являются хорошо организованны-
ми и финансируемыми формами давления на людей, ориентированного на
принятие решений, выгодных отдельным сообществам людей или госу-
дарств. Это утверждение находит свое подтверждение в контексте пробле-
мы глобального потепления. Очевидно, что реализация Киотских соглаше-
ний, которая не приведет к снижению темпов роста температуры, но чрева-
та серьезными экономическими последствиями для большинства населения
220
мира. может принести баснословные экономические выгоды отдельным
странам. Только на производстве и продаже оборудования и технологий для
стабилизации концентрации СО2 в атмосфере можно будет ежегодно зара-
ботать многие сотни миллиардов долларов. Издержки этой бессмысленной
деятельности в любом случае будут покрыты за счет населения технически
отсталых и развивающихся стран. Можно констатировать, что проблемы
глобального потепления важны для 10-15% обеспеченных людей, живущих
в условиях постиндустриального общества, и безразличны или несуществен-
ны для 20-30% людей, живущих относительно обеспеченно. Для остальной
части населения мира, а это многие миллиарды людей, сражающихся и с
природой, и с обществом ради выживания, реализация соглашений наподо-
бие Киотских губительна. В этих условиях, которые в XXI в. станут еще тя-
желее, моральные аспекты деятельности МГЭИК, если руководствоваться
ими, будут выглядеть, мягко говоря, бесчеловечными.
К.С. Демирчяном и др. (2001), К.Я. Кондратьевым (1999; Kondratyev,
1998), С. Бомер-Кристиансеном (2000) рассмотрены причины увлечения
проблемами глобального потепления главами отдельных государств.
В этих работах показаны примеры их использования премьер-министром
Великобритании М. Тэтчер для решения сугубо экономических и внутри-
политических проблем. В экономическом плане они .были обусловлены
переходом от угольного топлива к нефти и газу; в политическом - борьбой
с влиятельным в политической жизни Англии профсоюзом угольщиков,
политических противников Тэтчер. Не удивительно, что положительный
опыт использования проблемы глобального потепления, представленной
в евангельском духе борьбы за спасение человечества от неминуемой
гибели, стал весьма привлекательным и для других политических деяте-
лей. То обстоятельство, что проблема глобального потепления носит эко-
номический и политический характер, видно на примере поведения руко-
водства США. Республиканские администрации США во главе с Дж. Бу-
шем (старшим) в 1992, а затем и Дж. Бушем (младшим) в 2001 г., предста-
вляющие интересы отраслей, использующих и добывающих топливо, вос-
пользовались отсутствием научного обоснования решений многочислен-
ных мировых конференций по климату и отказались принимать участие в
их реализации. Их политические противники - демократы по этим вопро-
сам придерживались противоположных взглядов. Наиболее влиятельным
в политическом плане, а также в смысле моральной и научной нацеленно-
сти оказался вице-президент США А. Гор. В течение восьми лет он факти-
чески определял мировую научную и реальную политику по проблемам
глобального потепления. Его авторитет и организованная им государст-
венная поддержка позволили политикам с небывалой силой вмешиваться
в сугубо научные проблемы, превратить научное сообщество в орудие по-
литики. Положительная сторона такой деятельности состояла в щедром
финансовом и материальном обеспечении исследований глобальных
климатических процессов. Отрицательным результатом стала однобокая
ориентация научных исследований, стремящихся обосновать сформулиро-
ванную МГЭИК точку зрения на причины и предполагаемые опасные
последствия глобального потепления, и принятие на их основе межправи-
тельственных решений.
221
/ аблица 5
Г	Местоположение	Вт • м 2	Характер местности	%
Мир	0,02	Океан	70,8
США	0,31	Пахотные земли	2,9
Калифорния	0,81	Леса и лесистая местность	9,0
Сан-Франциско	89,24	Постоянные пастбища	7,6
Германия	1,23	Горы	4,0
Эссен (ФРГ)	221,65	Пустыни	2.0
Новая Зеландия	0,08	Лед	2,0
Окленд (США)	28,2	Города	1,0
Тепличный эффект с 1750 г.	2,45	Смешанные площади — 	0.7
Авторы настоящей работы не считают себя противниками реальности
антропогенного повышения температуры. Наоборот, наши исследования
подтверждают его наличие и, более того, указывают на его значительность.
Сравнение значения радиационного возмущения, вызванного тепличными
газами антропогенного происхождения с тепловым "загрязнением”, показы-
вает его значительность (табл. 5).
Однако совокупность фактов и расчетных данных убеждает нас в том.
что влияние человечества на рост глобальной температуры в XXI в. будет
весьма скромным. Антропогенное вмешательство в процесс изменения кли-
мата приведет к росту температуры в этом столетии не более чем на
0,5-0,6 °C, а не на 1,4-8,7 °C, как предсказывает МГЭИК.
На рис. 14 приведены кривые антропогенных изменений температуры
поверхности океана при условии, что к 2100 г. численность населения
планеты составит 11,25 млрд человек, антропогенное изменение концентра-
ции СО2 будет равно 155 ppm, а соответствующее радиационное возмуще-
ние - 3 Вт/м2. Чувствительность климатической системы к удвоению кон-
центрации тепличных газов ТГх оказывается равной 1,7 °C при мощности на-
грева18 kF = 72,7 Вт/м2. На рисунке приведены: наблюдаемый по МГЭИК тем-
пературный ряд Т, его усредненное за три года значение Г(3), модельное
значение температуры Т1, антропогенная составляющая температуры Tgc.
а также расчетные значения g,F,. g^F,. при F, = 1.3 • Fc. g„ = 0.35. g, -
- 0,458 °C м2/Вт, Fc = (3,7/ln2) • ln[X(f)/X( 185O)J, повышение температуры по-
верхности океана в 2100 г. по отношению к 1850 г. 7^(2100) = 1.152 °C и ее
рост в течение XXI в. Ts<(2100) - 7(2000) = 0,532 °C. С 1850 по 2000 г. рост Т(С
составил 0,62 °C при росте антропогенной доли концентрации СО,
на 81 ppm.
Содержание текстов трех обзоров и их обобщений для политических де-
ятелей отражает двойственное состояние ученых, исследующих проблемы
глобального потепления. В тех частях обзоров, где излагаются детали, а сле-
довательно, реальное состояние понимания этих проблем, констатируется,
что знаний о процессах, обосновывающих необходимость принятия ответст-
венных решений, недостаточно. Изначальная же политическая нацеленность
18 Приближенное значение kF равно 71,94; - 0,464.
222
руководегна МГЭИК заставляет составителей обзоров истолковывать сом-
ни гельные положения в пользу политики руководства, по чьей инициативе
принято множество решений на мировых конференциях по климату, так что
теперь оно (руководство) лишено даже возможности сомневаться в их обос-
нованности. Каково может быть поведение ученых, активно помогающих
политикам принимать решения и вести свою игру на международной арене?
Без потери научной и государственной карьеры и просто чести они теперь
не могут согласиться с очевидной истиной: для принятия судьбоносных ре-
шений, ограничивающих развитие мировой энергетики и экономики, нет
достаточной научной базы. По этой причине им приходится выдумывать
сомнительные научные идеи, моральные и религиозные соображения.
Это хорошо видно на примере неспособности МГЦАО воспроизвести
тенденции изменения температуры в тропосфере. Если эта проблема во вто-
ром обзоре была “решена” при помощи сомнительной публикации Б. Санте-
ра и др. (Santer et al., 1996), то в обзоре 2001 г. она была просто проигнори-
рована со ссылкой на то, что кратковременность интервала спутниковых на-
блюдений не позволяет вынести окончательное суждение. Нет убедительно-
го ответа и на вопрос, почему инструментальные данные не подтверждают
основополагающий вывод МГЭИК о существенном потеплении полярных
регионов. Эти расхождения между реальными и модельными данными не
являются тривиальными. Их наличие показывает неспособность МГЦАО
адекватно воспроизводить фундаментальные с точки зрения физики процес-
сы. Более того: в связи с тем, что за последние три десятилетия количество
наземных станций наблюдений снизилось примерно с 6000 до 4000 и возрас-
тает значение спутниковых систем мониторинга, скорейшее исключение
расхождений между различными способами выявления климатических из-
менений приобретает первостепенное значение.
Рис. 14
223
--Ts —Т1
ТЗ —Т4 —Т5 -Tav —— Тб
Рис. 15
Расхождение же между темпом роста приповерхностной и тропосфер-
ной температур имеет принципиальное значение. Оно не свидетельствует об
отсутствии или незначительности глобального потепления, на чем настаива-
ют противники МГЭИК. Наоборот, оно свидетельствует о том, что рост
концентрации тепличных газов приводит к росту температуры. Однако рост
температуры по высоте и увеличение переноса энергии к высоким широтам
приводят к уменьшению тренда температуры по высоте. И то обстоятельст-
во, что модели не способны его воспроизвести, свидетельствует о том. что
современные “совершенные” модели действительно неадекватны.
На рис. 15 показаны результаты весьма грубого моделирования зависи-
мости тренда роста температуры от высоты. Здесь Ts обозначает темпера-
туру поверхности, а температуры по мере удаления от нее обозначены: Г,, Т2
и др., a Tav определяет среднюю температуру по высоте. Наличие увеличен-
ных потоков тепловой энергии к высоким широтам по мере увеличения вы-
соты учтено при помощи введения анизотропии в теплопроводности. Даже
эта грубая попытка показывает необходимость учета влияния этого эффек-
та в МГЦАО.
Литература
Climate change: Science, impacts and policy: Proc, of the Second World Climate Conf. / Ed. by J. Jager,
H.L. Ferguson. Cambridge: Univ, press, 1991.
Climate change’90 / Ed. J.T. Houghton et al. Cambridge: Univ, press, 1990.
Climate change, 1995: The science of climate change: Contribution of Working Group I to the second
assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Ed. J.T. Houghton et al.
ambridge; N.Y.: Cambridge Univ, press, 1996. 572 p.
224
Climate change, 2(M)1: The scientific basis I Ed. J.T. Houghton et al. Cambridge; N.Y.: Cambridge
Univ. 2001. 881 p.
Climate change, 2001: Synthesis report: Summaiy for policymakers. 2001.
Длми/>чян K.C., Демирчян K.K. Феноменологическая модель для определения принужденных
изменений глобальной температуры Ц Изв. РАН. Энергетика. 1993. № 6. С. 3-19.
Демирчян КС., Демирчян К.К. Рассчитываемая модель глобальной циркуляции углерода //
Там же. 1995. №5. С. 3-15.
Demirchian K.S., Demirchian K.K. A simple model of carbon cycle for upgrading global fossil fuels
consumption and carbon emission forecasts validity Ц Proceedings of the International Energy
Agency greenhouse gases: Mitigation options conf. L.: Pergamon press, 1995. P. 1265^-1270.
Демирчян K.C., Демирчян K.K., Данилевич Я.Б., Кондратьев К.Я. Глобальное потепление,
энергетика и геополитика И Изв. РАН. Энергетика. 2001. № 6. С. 3-15.
Esper J., Cook E.R., Schweingruber F. Low-frequency signals in long tree-ring chronologies for recon-
structing past temperature variability // Science. 2002. Vol. 295. P. 2250-2253.
Mann M.E. et al. Northern hemisphere temperatures during the past millennium: Inferences, uncertain-
ties, and limitations Ц AGU Geophys. Rev. Lett. 1999. Vol. 3, № 1.
Santer B.D.et al. A search for human influences on the thermal structure of the atmosphere // Nature.
1996. Vol. 382. P. 39-45.
Hansen J., Sato M., Lacis A. et al. Climate forcings in the industrial era // Proc. Nat. Acad. Sci. US.
Vol. 95. P. 12753-12758.
Специальный доклад МГЭИК. Сценарии выбросов. Резюме для лиц, определяющих полити-
ку. ВМО - ЮНЕП, 1992.
Demirchyan K.S., Demirchyan K.K. Some problems in determining the sensitivity of the Earth’s surface
temperature to changes in heating power from greenhouse gases Ц Izv. RAN. Energetika. 1999. № 1.
P. 3-17.
Демирчян K.C., Демирчян K.K. Некоторые проблемы определения чувствительности припо-
верхностной температуры Земли к изменению мощности нагрева тепличных газов Ц Изв.
РАН. Энергетика. 1996. № 1. С. 3-17.
Demirchyan K.S., Demirchyan K.K. Methods of simulating climatic sensitivity, carbon cycle response,
and timescales for restricting carbon emissions on the forecast global temperature changes //
Izv. RAN. Energetika. 1998. № 1. P. 1-39.
Демирчян K.C., Демирчян K.K. Исследование влияния методов моделирования чувствитель-
ности климатической системы, углеродного цикла и сроков ограничения выбросов угле-
рода на прогнозируемые изменения глобальной температуры // Изв. РАН. Энергетика.
1998. № 1.С. 1-39.
Демирчян К.К., Демирчян К.С., Кондратьев К.Я. Темп роста концентрации СО2 и уточнение
его прогнозных оценок // Там же. 2001. № 1. С. 3.
Марчук Г.И., Кондратьев К.Я. Приоритеты глобальной экологии. М.: Наука, 1992. 263 с.
Demirchyan K.S., Demirchyan K.K. Separation of the anthropogenic sinks from atmosphere //
Izv. RAN. Energetika. 1995. № 4. P. 3-15.
Cole K.H., Stegen G., Spencer D. The capacity of the deep oceans to absorb carbon dioxide Ц Energy
Convertion. 1993. Vol. 34, № 9/11. P. 991-998.
Hungan P.M., Drange H. Effects of CO2 on the ocean environment // Proceedings of the International
Energy Agency greenhause gases: Mitigation options conference. L., 1995. P. 1019-1022.
Демирчян K.K., Демирчян K.C. Выделение стоков антропогенных выбросов из атмосферы //
Изв. РАН. Энергетика. 1995. № 4. С. 3-15.
Goet С., Hole W., Guenther Р. et al. Carbon dioxide, hydrographic, and chemical date obtined during
the R/V Thomas Washington cruise TUNES-3 in the Equatorial Pacific Ocean (WOCE section
P16C; H CDIAC Commun. 1997. Spring, iss. 23. P. 16.
Марчук Г.И., Саркисян А.С. Математическое моделирование циркуляции океана. М.: Наука,
1988.
Антропогенные изменения климата / Под ред. М.И. Будыко и Ю.А. Израеля. Л.: Гидромет-
издат, 1987.
Nakcenovid N., AlcamoJ., Davis G. et al. IPPC special report on emissions scenarios. Cambridge; N.Y.:
Cambridge Univ, press, 2000. 599 p.
Siegenthaller U., Joos F. Use of a simple-model for studying oceanic tracer distributions and the
global carbon-cycle //Tellus. B. 1992. Vol. 44. P. 186-207.
15 Возможности предел -вращения
225
Akas F. et al. An efficient and accurate representation of complex oceanic and biospheric models of
anthropogenic carbon uptake Ц Ibid. 1996. Vol. 48. P. 397-417.
Joos F, et al. Global warming and the marine carbon cycle feedbacks on future atmospheric CO2 И
Science. 1999. Vol. 284. P. 464^467.
Jain AJC. et al. Integrated science model for assessment of climate change. Lawrence: Livermore Nat
L., 1994. (UCRL-JC-116526).
Jain A.K. The Web interface of integrated science assessment model (ISAM). 2000.
http://frodo.atmos.uiuc.edu/isam.
IPCC special report on land use, land-use change and forestry. 2000.
IPCC special report on radiative forcing (SRRF). 1996.
Демирчян K.C., Кондратьев KSL Научная обоснованность прогнозов влияния энергетики на
климат Ц Изв. РАН. Энергетика. 1999. № 6. С. 3-46.
Barnett Т. et al. Detection of anthropogenic climate change in the world’s oceans // Science. 2001.
Vol. 292. P. 270-274.
Кондратьев КЛ. Экодинамика и геополитика: Глобальные проблемы. СПб.: СПб. НИИЦ
РАН, 1999. 1040 с.
Кондратьев КЯ. Изменения глобального климата: Реальность, предположения и вымыс-
лы Ц Исслед. Земли из космоса. 2002. № 1. С. 1-21.
Kondratyev КУa. Multidimensional global change. Chichester: Wiley/PRAXIS, 1998. 761 p.
Бомер-Кристиансен С. Кто и каким образом определяет политику, касающуюся изменений
климата? Ц Изв. РГО. 2000. Т. 132, вып. 3. С. 6-22.
Gray V. The greenhouse delusion: A critique of “Climate change’200!’’. Brentwood: Multi-Science,
2002.
McIntyre S., McKitrick R. Corrections to the Mann et al. (1998) proxy data base and Nonhem hemi-
spheric average temperature series Ц Energy and Environment. 2003. Vol. 14, № 6 P. 751-771.
А.Н. Илларионов
советник Президента России
Н.А. Пивоварова
Институт экономического анализа
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РАТИФИКАЦИИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИЕЙ КИОТСКОГО ПРОТОКОЛА*
2 апреля 2004 г.
Киотский протокол об опасности присоединения Российской Федерации,
о котором было столько сказано и написано в последние годы, все же был
ратифицирован российскими властями. Риски и опасности, еще вчера отно-
сившиеся к разряду потенциальных, сегодня стали реальностью, с которой
теперь придется иметь дело большинству российских экономических субъек-
тов да и самим российским властям. Оценка экономических последствий
ущерба от ратификации протокола Россией становится тем более необходи-
мой. Она складывается из сопоставления следующих позиций:
-	объема финансовых ресурсов, которые могут быть получены россий-
скими компаниями от продажи квот на эмиссию парниковых газов в соот-
ветствии с Приложением А Киотского протокола;
-	объема финансовых ресурсов, которые могут быть уплачены россий-
скими компаниями в результате приобретения квот (оплаты штрафов за
превышение установленных лимитов) на эмиссию упомянутых газов;
-	объема затрат для обеспечения соответствия действий российских ком-
паний и властей Российской Федерации требованиям Киотского протокола;
-	масштабов замедления экономического роста, неизбежного при вы-
полнении требований Протокола.
Объемы финансовых ресурсов, которые будут получены или уплачены
российскими резидентами в результате торговли квотами на эмиссию газов,
включенных в Приложение А, можно оценить исходя из динамики физиче-
ских объемов их эмиссии; сроков, когда такая эмиссия может достичь уров-
ня 1990 г., принятого в Протоколе за базовый, а также прогноза фактиче-
ского уровня цен на будущем рынке квот. Оценить масштабы потенциаль-
ного замедления экономического роста можно по величине сокращения
объемов использования углеводородов в соответствии с требованиями Ки-
отского протокола.
* Впервые опубликовано в журнале “Вопросы экономики”, 2004 г., №11.
227
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭМИССИИ
УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА АНТРОПОГЕННОГО ХАРАКТЕРА
Среди источников энергии, используемых современной цивилизацией,
углеводородное сырье остается абсолютным лидером: в настоящее время
оно обеспечивает примерно 80% всей энергии, потребляемой человечест-
вом. С учетом технического уровня развития современной экономики един-
ственным видом энергии, способным в среднесрочной перспективе частично
компенсировать относительное снижение применения углеводородов, явля-
ется ядерная энергия. По мере экономического роста ее удельный вес в сум-
марном потреблении энергии имеет некоторую тенденцию к повышению.
Однако для замены инфраструктуры углеводородной энергетики инфра-
структурой ядерной энергетики без ощутимого замедления экономического
роста потребуются десятилетия и масштабные инвестиции даже в наиболее
развитых странах мира.
Средняя скорость снижения доли углеводородов во всей потребляемой
миром энергии в 1971-2001 гг. составляла примерно 2,5 п.п. за десятилетие.
Уже поэтому трудно ожидать, что в ближайшие десятилетия углеводороды
потеряют свою роль важнейшего источника энергии для мировой экономи-
ки. Некоторое снижение их относительной доли во всей потребляемой энер-
гии в последнее время не означало сокращения их применения в абсолют-
ных размерах. В 1971-2001 гг. мировое потребление углеводородов вырос-
ло на 69,7%. Мировая эмиссия углекислого газа антропогенного происхож-
дения увеличилась на 67,7% - почти на ту же величину. Иллюстрацией
того факта, что углеводородное топливо выступает в качестве важнейшего
источника коммерчески используемой человечеством энергии, является
связь между абсолютными показателями ВВП и эмиссией углекислого газа
(рис. 1).
Абсолютное увеличение эмиссии углекислого газа антропогенного
происхождения является характерной чертой современной цивилизации на
протяжении как минимум двух последних столетий. Ее абсолютное сокра-
щение наблюдалось лишь во время военно-политических и экономических
катаклизмов, вызывавших снижение производства материальных благ и
потребления человечеством энергии: во время первой и второй мировых
войн, мировых экономических кризисов 1921-1922 гг., 1929-1933 гг.,
1937-1938 гг., 1974-1975 гг., 1981-1982 гг., 1990-1991 гг., во время транс-
формационного кризиса в странах Восточной Европы и бывшего СССР
в первой половине 1990-х гг. Сокращение мировой эмиссии углекислого
газа в начале 1980-х гг. было вызвано также уменьшением потребления
нефти в результате значительного повышения мировых цен на нее. Рост
эмиссии углекислого газа антропогенного происхождения прогнозируется
и в предстоящие годы.
В 1990-е гг. в большинстве стран мира (в 151 стране из 198, по которым
имеются данные в базе Carbon Dioxide Information Analysis Center, см.
http://cdiac.esd.oml.gov/) сохранилась тенденция абсолютного увеличения
эмиссии углекислого газа. Лишь в 47 странах произошло абсолютное умень
шение эмиссии углекислого газа антропогенного происхождения; в 31 стра
не это снижение сопровождалось сокращением экономической активности,
228
In (ВВП, млрд долл.)
Рис. 1. Производство ВВП и эмиссия углекислого газа в мире в 1992-2001 гг. (124 страны)
получившим отражение в абсолютном уменьшении производства ВВП на
душу населения. Эти страны относятся к четырем группам:
-	страны с переходной экономикой (Чехия, Словакия, Болгария, Румы-
ния, Хорватия, Сербия и Черногория, Македония, Албания, Монголия,
а также все страны бывшего СССР за исключением Узбекистана и Туркме-
нистана);
-	страны с сохраняющейся плановой экономикой (Северная Корея и
Куба);
-	слаборазвитые страны, оказавшиеся под ударом внешних и внутренних
конфликтов (Афганистан, Конго, Либерия, Заир, Замбия, Зимбабве);
-	Бермудские острова.
В 16 странах мира сокращение эмиссии углекислого газа антропогенно-
го происхождения в 1990-е гг. сопровождалось увеличением ВВП на душу
населения. Эти страны, иногда называемые странами "зеленого тренда”,
можно разделить на три группы:
-	восемь стран с высоким уровнем развития, находящихся на правой
(нисходящей) части кривой Кузнеца' (ВВП на душу населения выше
15 тыс. долл, по ППС в ценах 1999 г.), - Люксембург, Дания. Финляндия,
Великобритания, Германия1 2, Багамские острова, Пуэрто-Рико, Мальта;
-	две страны с переходной экономикой, имевшие накануне периода эко-
номической трансформации завышенную относительно уровня их экономи-
ческого развития карбоноемкость ВВП и сумевшие достаточно быстро
адаптироваться к новому, более высокому уровню цен на импортируемые
углеводороды (Польша и Венгрия);
-	шесть стран с низким уровнем экономического развития, осуществив-
ших в последние годы переориентацию своих экономик на экспорт природ-
1 П-образная зависимость между уровнем экономического развития и карбоноемкостью
ВВП.
2 Объединенная Германия смогла добиться этого во многом благодаря значительному со-
кращению потребления энергии и производственной деятельности в восточной части страны.
229
ны\ |ЧЧ'У|ЧЧЧ» бе» их существенной переработки на своей территории, в ре-
»Ульгаге чего рост добавленной стоимости в них происходил без адекватно-
го роста энергопотребления (Фиджи, Французская Полинезия, Папуа -
Новая Гвинея, Судан. Чад, Свазиленд).
В странах первых двух групп различная направленность тенденций эко-
комического роста и эмиссии углекислого газа отчасти обусловлена объек-
тивными закономерностями, характерными для соответствующих стадии и
этапа экономического развития. В то же время среднегодовые темпы при-
роста ВВП в 1990-е гг. у восьми стран первой группы (2,3%) оказались ниже
и среднемирового показателя (3,0%), и среднего показателя стран соот-
ветствующего уровня развития (2,7%). Для развитых стран, находящихся на
правой части кривой Кузнеца, абсолютное снижение эмиссии не является
невозможным. Однако платой за это становится заметное снижение темпов
их экономического роста.
В слаборазвитых странах (последняя группа) наблюдается не характер-
ное для находящихся на этой стадии развития стран сочетание разнонаправ-
ленных тенденций (рост ВВП при сокращении эмиссии углекислого газа).
Эти шесть стран действительно являются исключениями из мировых зако-
номерностей и именно их и можно называть странами подлинно “зеленого
тренда”. В 2000 г. их удельный вес в мировой эмиссии углекислого газа со-
ставил 0,04%, а в мировом ВВП - 0,23%. Следовательно, примерно 99,96%
мировой эмиссии углекислого газа и 99,77% мирового ВВП производится в
странах, для которых характерно действие общемировых закономерностей.
ФАКТОРЫ КАРБОНОЕМКОСТИ ВВП
Страны отличаются друг от друга величиной эмиссии углекислого газа
при производстве единицы ВВП, или различным уровнем карбоноемкости
ВВП, измеряемым в весовых единицах углекислого газа на стоимостную
единицу ВВП. Как показывают исторические и международные сопоставле-
ния, карбоноемкость ВВП является характеристикой сложившейся структу-
ры экономики и эффективности использования углеводородного топлива.
Данное обстоятельство позволяет говорить об уровне карбоноемкости
ВВП, присущем каждой стране на определенном этапе ее развития.
Наиболее важными факторами, определяющими количественный уро-
вень карбоноемкости ВВП в той или иной стране, а также направление и
темпы его изменения, являются уровень экономического развития (ВВП на
душу населения) и доступность для экономических субъектов сравнительно
дешевого (относительно цен на другие энергоресурсы) углеводородного
сырья (угля, нефти, газа). Последнее обстоятельство в значительной мере
обусловливает структуру потребляемой энергии (долю углеводородов в ее
объеме), а следовательно, и структуру экономики (удельный вес энергоем-
ких производств в ВВП). Кроме того, существенное влияние на уровень кар-
боноемкости ВВП оказывает климат (среднегодовая температура).
На основе первых двух критериев из совокупности 124 стран мира, по
которым в базе данных Международного энергетического агентства (МЭА)
имеются данные об эмиссии углекислого газа в 1971-2001 гг., были сформи-
230
ВВП на душу населения, тыс. долл, по ППС в ценах 1999 г.
Рис. 2. Уровень экономического развития и карбоноемкость ВВП в карбононеинтенсивных
странах с рыночной экономикой в 1992-2001 гг.
рованы более однородные группы стран, различающиеся по величине кар-
боноемкости ВВП и ее динамике3:
а)	карбононеинтенсивные страны с рыночной экономикой (73 страны);
б)	карбоноинтенсивные страны с рыночной экономикой (18 стран);
в)	высококарбоноинтенсивные “страны-заводы” (6 стран);
г)	карбононеинтенсивные страны с переходной экономикой (22 страны);
д) карбоноинтенсивные страны с переходной экономикой (5 стран).
По важнейшим структурным характеристикам экономики Россия отно-
сится к последней группе стран.
Некоторые параметры развития энергетики и экономики в вышеупомя-
нутых группах стран приведены в табл. 1. Наиболее отчетливо воздействие
различных факторов на величину карбоноемкости ВВП можно видеть на
примере группы а. В странах с низким ВВП на душу населения карбоноем-
кость ВВП довольно низка (рис. 2). Значительная часть энергии, используе-
мой в таких странах, - мускульная энергия человека и животных. По мере
индустриализации и повышения уровня экономического развития энергия
мускулов замещается энергией, производимой промышленными способами.
Применение такой энергии увеличивается очень быстро - темпами, опере-
жающими темпы роста ВВП. Одним из наиболее доступных и транспорта-
бельных ее источников выступают углеводороды. При увеличении ВВП на
душу населения удельный вес углеводородов в потребляемой энергии, как
правило, возрастает (рис. 3). Поэтому с повышением доли углеводородов в
потреблении энергии происходит, как правило, и увеличение карбоноемко-
сти ВВП (рис. 4).
Взаимосвязь уровня экономического развития и карбоноемкости ВВП
является нелинейной и описывается кривой Кузнеца. При приближении до-
3 Для этой классификации и дальнейших расчетов были использованы данные по
124 странам мира, производившим в 2000 г. 86% мирового ВВП и эмитировавшим 83% обще-
го количества углекислого газа. Источник данных по эмиссии углекислого газа: СО2
Emissions from Fuel Combustion 1971-2001. 2003 Edition, International Energy Agency, OECD.
231
faf/Auufl /
Некоторые показатели развития энергетики и экономики по группам стран мира в 1992-2001 гг.
Группы стран	Количест- во стран	Карбоноемкость ВВП:		ВВП на душу населения, долл, по ППС, в ценах 1999 г.	Доля углеводо- родов в потреб лении энергии в 1991-1999 гг.. %	Эмиссия СО2. кг на душу населе- ния	Среднегодовые темпы пои роста, %		
		кг СО2/долл. ВВП	%				карбоно- емкости ВВП	со;	ВВП i
Все страны	124	0,474	100,0	8456	68,1	4,0	-0,6	2,3	3.0
Страны с рыночной экономикой В том числе:	97	0,467	98.4	8523	64,3	4,0	-0,8	2,2	2.9
Карбононеинтенсивные	73	0,356	75.0	6452	55,9	2.3	-0,8	2.0	2.8
менее 16 тыс. долл, на душу населения	51	0.334	70.4	3207	46.9	1,1	0.4	4.3	3.9
более 16 тыс. долл, на душу населения	22	0,371	78.2	22898	76 9	8,5	-1.4	0.6	2.0
Карбоноинтенсивные	18	0.654	138.0	19925	86.7	13.0	-1.0	2,2	3.3
менее 16 тыс. долл, на душу населения	14	0.726	153.2	7597	86.2	5,5	0.8	4.0	32
более 16 тыс. долл, на душу населения	4	0,639	134.8	30403	88.3	19.4	-1.4	1.8	3.3
Высококарбоноинтенсивные страны заводы	6	2.226	469.5	12766	99.8	28.4	2.0	6.7	4.6
Все страны с переходной эконо- микой В том числе:	27	1.322	278.8	5908	81.7	7,8	-2.8	-3.1	-0.3
Карбононеинтенсивные	22	1.016	214.3	6056	78.0	6.1	-4.5	-3.8	0.8
Карбоноинтенсивные	4	1.807	381.2	3502	99.1	6.3	-3.8	-4.0	-0.2
Россия Источники-. International Energy А	1 gency. 2003 (1	1.652 571-2001): Worl	348.5 d Rl source	6537 s Institute. IMF	92,8	10.8	-0.8	-2.4	-1.5
ВВП на душу населения,
тыс. долл, по ППС в ценах 1999 г.
Рис. 3. Уровень экономического развития и доля углеводородов в потреблении энергии в кар-
бононеинтенсивных странах с рыночной экономикой в 1991-1999 гг.
Рис. 4. Доля углеводородов в потреблении энергии и карбоноемкость ВВП в карбононеинтен-
сивных странах с рыночной экономикой в 1991-1999 гг.
ли углеводородов во всей потребляемой энергии к 100% (см. рис. 3) и при
достижении страной определенного уровня экономического развития, соот-
ветствующего показателю ВВП на душу населения, равному примерно
16-20 тыс. долл, по паритетам покупательной способности валют в ценах
1999 г. (см. рис. 2), рост карбоноемкости ВВП замедляется, эта величина
стабилизируется.
По мере дальнейшего повышения уровня экономического развития
происходит постепенное замещение менее эффективных и высококарбо-
ноинтенсивных видов углеводородов более эффективными и менее кар-
боноинтенсивными (дров, торфа, сланцев - углем, угля — нефтью и нефте-
продуктами, нефти и нефтепродуктов - природным газом). Там, где это
позволяют природные условия, уровень научно-технического развития и
233
обикегвенно-политичсскне настроения, углеводороды постепенно заме-
щаются гидроэнергией и ядерной энергией. В результате действия этих
генденций начинают снижаться как доля углеводородов в потребляемой
энергии (см. рис. 3), так и карбоноемкость ВВП (см. рис. 2). При достиже-
нии страной уровня ВВП на душу населения, близкого к 16-20 тыс. долл,
но ППС в ценах 1999 г., карбоноемкость ВВП, как правило, начинает сни-
жаться. Такая ситуация характерна для всех трех рассмотренных десяти-
летних периодов (1972-1981 гг., 1982-1991 гг. и 1992-2001 гг.). При этом
ни в одной стране с высоким уровнем ВВП на душу населения показатель
карбоноемкости ВВП все же не опускается до значений, характерных для
стран низкого уровня экономического развития.
Во многих развитых странах карбоноемкость ВВП уменьшается. При
этом темпы ее снижения чаще выше там, где исторически наблюдались вы-
сокие значения карбоноемкости ВВП. В то же время в некоторых карбоно-
неинтенсивных странах достаточно высокого уровня развития (в Испании,
Португалии, Новой Зеландии, Тайване, Израиле, на Кипре и др.) карбоно-
емкость ВВП в 1990-е гг. продолжала расти.
В странах с холодным климатом значения карбоноемкости ВВП, как
правило, выше. Даже в странах с высоким уровнем экономического разви-
тия этот показатель весьма чувствителен к изменению среднегодовой тем-
пературы.
Холодная зима 2003 г. вызвала в Финляндии рост карбоноемкости ВВП
на 10%, практически полностью компенсировав ее уменьшение за пять пре-
дыдущих лет. Тенденция снижения карбоноемкости ВВП во многих евро-
пейских странах, наблюдавшаяся в 1980-е - начале 1990-х гг., оказалась не-
устойчивой. Холодная зима 1996 г. в Северной и Центральной Европе при-
вела к увеличению использования органического топлива для отопления и
соответственно к росту карбоноемкости ВВП - во Франции - на 2,7%, в Гер-
мании - на 3,6, в Австрии - на 5,0, в Бельгии - на 5,3, в Финляндии - на 8.4,
в Швеции - на 8,7, в Дании - на 19,1%. Даже в такой высокоразвитой стра-
не, как Великобритания, находящейся в благоприятных климатических
условиях (среднегодовая температура в центральной Англии +9,5 °C), вла-
сти которой демонстрируют свою приверженность задаче снижения карбо-
ноемкости ВВП, динамика последней по-прежнему сильно зависит от коле-
баний температуры воздуха (рис. 5).
Отмеченные выше закономерности наблюдаются и в других группах
стран, хотя и менее отчетливо. Например, в группе карбоноинтенсивных
стран с рыночной экономикой (группа б) при повышении уровня экономи-
ческого развития карбоноемкость ВВП начинает постепенно снижаться.
Однако и по достижении ВВП на душу населения уровня 16-20 тыс. долл,
его карбоноемкость продолжает оставаться достаточно высокой (не менее
0,5 кг углекислого газа на 1 долл. ВВП).
Для всех групп стран очевидно наличие устойчивой связи между уровнем
экономического развития и объемом эмиссии углекислого газа на душу на-
селения (рис. 6). Высокий уровень экономического развития и потребления
в развитых странах (группы а и б) обеспечивается, как правило, высоким
уровнем потребления энергии, в том числе энергии, получаемой от сжига-
ния углеводородов и, следовательно, высоким уровнем эмиссии углекислого
234
0,08 Ч-----1------1-----1-----1------1-----r -8
1975	1979	1983	1987	1991	1995	1999
Годы
Рис. 5. Температура воздуха и карбоноемкость ВВП в Великобритании
в 1975-2000 гг.
♦ Карбононеинтенсивные страны с рыночной экономикой (73)
• Высококарбоноинтенсивные "страны-заводы" (6)
О Карбононеинтенсивные страны с переходной экономикой (22)
 Карбоноинтенсивные страны с рыночной экономикой (18)
□ Карбоноинтенсивные страны с переходной экономикой (5)
Рис. 6. Уровень экономического развития и эмиссия углекислого газа
на душу населения по группам стран мира в 1992-2001 гг. (124 страны)
газа. При этом существенное замедление или прекращение роста эмиссии на
душу населения наблюдается в странах с рыночной экономикой лишь по до-
стижении показателем ВВП на душу населения в них уровня, близкого к
16-20 тыс. долл, по ППС в ценах 1999 г.
235
ПРОГНОЗ ЭМИССИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА
В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Прогноз А.А. Макарова
Для обоснования необходимости ратификации Россией Киотского про-
токола Министерством экономического развития и торговли РФ активно ис-
пользовались прогнозные расчеты, подготовленные в Институте энергети-
ческих исследований РАН (ИНЭИ). Примером такого рода является запис-
ка директора ИНЭИ, члена-корр. РАН А.А. Макарова (2004). Как и в ряде
других подобных документов, в ней утверждается, что “во всех сценариях
[социально-экономического развития России со среднегодовыми темпами
роста от 3 до 6,5%, рассчитанных для Энергетической стратегии на период
до 2020 г. - А.И., Н.П.] уровень эмиссии СО2 в 1990 г. не будет достигнут
вплоть до 2020 г.”. Даже “при удвоении ВВП за 10 лет размеры эмиссии СО2
в 1990 г. будут достигнуты лишь между 2020 и 2025 гг.” (с. 4).
Такой оптимистичный прогноз представляется необоснованным.
В указанной записке содержится ряд фактических искажений, бездоказа-
тельных утверждений, технических и содержательных ошибок, не позво-
ляющих полагаться на сформулированные в ней выводы. Некоторые из
них приведены ниже.
1.	Использованные в записке данные о фактической динамике ВВП
в России в 1990-2003 гг. отличаются от данных Федеральной статистиче-
ской службы, а данные об объемах потребленной энергии - от данных
Министерства промышленности и энергетики РФ. Данные об эмиссии
парниковых газов, в том числе углекислого газа, отличаются как от дан-
ных Третьего национального сообщения РФ (ТНС)4, так и от данных
МЭА - единственной международной организации, публикующей данные
об эмиссии парниковых газов в соответствии с методологическими требо-
ваниями МГЭИК5.
2.	В рядах данных присутствуют необъяснимые скачки в показа-
телях. Например, один из наиболее инерционных показателей, значе-
ние которого определяется весьма медленно меняющимися технологиче-
скими процессами, — карбоноемкость нефти и нефтепродуктов (эмис-
сия углекислого газа при сжигании 1 т топлива) за один 1995 г. упала
на 24%.
3.	Значения темпов прироста ВВП отличаются от величин, получаемых
при работе с индексами ВВП, используемыми в этой же записке.
4.	Значения одних и тех же показателей для одного и того же периода
на разных страницах этой записки различаются.
5.	Прогноз уменьшения “использования экологически самого неприят-
ного топлива - угля” (с. 11) противоречит данным об абсолютном и относи-
тельном увеличении использования угля в ближайшие десятилетия (с. 7).
4 Межведомственная комиссия Российской Федерации по проблемам изменения клима-
та. Треи национальное сообщение Российской Федерации, представленное в соответствии
со статьями 4 и 12 Рамочной конвенции ООН об изменении климата. М., 2002.
5 Международное энергетическое агентство в 1980-1990-х гг. по просьбе МГЭИК разра-
батывало метологические правила учета эмиссии парниковых газов.
236
б.	Несмотря на то, что в 1990-е гг. среднегодовые темпы изменения энер-
гоемкости мирового ВВП составили +0,2%, в развитых странах - минус
0,9%, а российского ВВП в 1990-2003 гг. —0,8%, в качестве прогноза для
России избраны абсолютно нереалистичные показатели среднегодового
снижения энергоемкости и карбоноемкости ВВП: 4,5% ежегодно в период
до 2012 г. и 4,3% ежегодно в период до 2030 г.
7.	Утверждается необходимость осуществления “целевых [эвфемизм
для слова “бюджетных”. - А.И., Н.П.} инвестиций в размере 10-15 млрд
долл, в период до 2010 г. и 30-50 млрд долл, в следующее десятилетие”,
для привлечения которых потребуется особая “ценовая и налоговая поли-
тика” (с. 10). Как видим, доход от продажи квот является еще виртуаль-
ным, а заявка на бюджетные ресурсы, субсидии и льготы - уже вполне ре-
альной.
Причина этих и других примеров весьма произвольного обращения
со статистическими данными, прогнозными расчетами, пренебрежения
логикой, возможно, кроется в следующем авторском признании: “...Во
всех сценариях она должна [очевидно оно должно - совершенствование
структуры экономики. -А.И., Н.П.} компенсировать свыше половины не-
обходимого прироста энергопотребления, а иначе пропорционально сдер-
живается экономический рост” (с. 7). Другими словами, для выполнения
поставленной задачи - формальной демонстрации возможности ограниче-
ния объема энергопотребления в условиях экономического роста —
фактические данные и прогнозные расчеты подвергаются вульгарному
“массированию”.
Прогноз Института экономического анализа
Корректное прогнозирование абсолютных объемов эмиссии углекисло-
го газа в Российской Федерации опирается на корректное прогнозирование
как темпов экономического роста, роста потребления энергии, в том числе
и роста потребления углеводородов, так и темпов изменения карбоноемко-
сти российского ВВП.
Прогноз темпов экономического роста. В ИЭА были проведены расче-
ты в соответствии с пятью сценариями среднегодовых темпов прироста
ВВП на период 2004-2020 гг.:
-	консервативный - 5,0%;
-	правительственный - 6,2% (в соответствии с прогнозом, разработан-
ным МЭРТ и одобренным правительством Российской Федерации);
-	инерционный (сохранение темпов прироста ВВП, наблюдавшихся в
2000-2003 гг.) - 6,7%;
-	сценарий удвоения ВВП в течение 10 лет - 7,2%;
-	сценарий удвоения ВВП до конца 2010 г. (в течение 8 лет) - 9,0%.
Прогнозирование темпов изменения карбоноемкости ВВП было прове-
дено путем экстраполяции ее фактической динамики в прошлые годы, а так-
же с помощью аналогий в тенденциях изменения карбоноемкости ВВП по
странам, структурные характеристики которых сопоставимы с российскими
в прошлом и/или настоящем.
237
Прогноз темпов изменения карбоноемкости ВВП
по методу экстраполяции российских исторических данных
Различные источники данных дают неодинаковую динамику карбоно-
емкости российского ВВП в последнее десятилетие (табл. 2). По данным
ТНС, карбоноемкость российского ВВП в 1990-2003 гг. снизилась с 513 до
4б2 г/руб. ВВП в ценах 1998 г., или в среднем на 0,8% в год6. По данным
МЭА, в 1990-2001 гг. она возросла с 440 до 470 г/руб. ВВП в ценах 1998 г.
(по варианту IEA Sectoral) или с 464 до 471 г/руб. ВВП в ценах 1998 г. (по ва-
рианту IEA Reference), или на 0,6% и на 0,1% в год соответственно. Тем не
менее независимо от источника данных в динамике карбоноемкости россий-
ского ВВП в 1990-2003 гг. выделяются два периода:
-	период экономического кризиса 1990-1998 гг., в течение которого кар-
боноемкость ВВП увеличивалась в среднем на 1,4—2,7% за год;
-	период экономического роста 1998-2003 гг., когда она снижалась в сред-
нем на 4,3-5,1 % в год.
Использование фактических значений, характерных для последних пяти
лет быстрого экономического роста, для долгосрочного прогнозирования без
необходимых уточнений представляется неправомерным. Во-первых, экстра-
поляция результатов, полученных для относительно короткого периода, на
более длительный период некорректна. Во-вторых, такие высокие темпы
уменьшения карбоноемкости ВВП для стран с рыночной экономи-
кой не характерны (см. табл. 4). Для массива среднегодовых данных за
1992-2001 гг. снижение карбоноемкости ВВП темпами, превышающими 4%,
является событием, выходящим за пределы 95%-нтной вероятности.
В-третьих, такое быстрое снижение карбоноемкости ВВП в истории наблю-
далось только в 1990-е годы и только в странах с переходной экономикой.
Очевидно, это было связано с быстрым процессом структурной перестройки
и адаптацией экономик этих стран к ценовым соотношениям на мировом рын-
ке, в результате чего их показатели энергоемкости и карбоноемкости ВВП
существенно приблизились к значениям, присущим странам с рыночной эко-
номикой соответствующего уровня развития. К середине первого десятилетия
XXI в. этот процесс адаптации замедлился. Маловероятно, что исключитель-
но высокие темпы снижения энерго- и карбоноемкости ВВП, наблюдавшиеся
в странах с переходной экономикой в 1990-е гг., сохранятся и в дальнейшем.
Кроме того, следует учитывать и тот факт, что весьма высокие темпы
снижения энерго- и карбоноемкости ВВП в 1998-2003 гг. во многом были
следствием получения рядом стран с переходной экономикой значительного
гранта “благоприятной внешнеторговой конъюнктуры” (“windfall profit”).
Согласно расчетам, проведенным в ИЭА, прирост российского ВВП в
1998-2003 гг. с учетом вклада внешнеэкономической конъюнктуры соста-
вил 37,6% (см. табл. 2), а без такого учета - только 15,2% (табл. 3). Соответ-
ственно карбоноемкость российского ВВП (по данным ТНС) с учетом вкла-
да внешнеэкономической конъюнктуры в 1998-2003 гг. уменьшилась на
19,6%, или на 4,3% в год, а без учета этого фактора - только на 4%, или на
0,8% в год (см. табл. 2 и 3).
6 Значение для 2003 г. - 1670 млн т - рассчитано исходя из данных ТНС для 1990 г. -
2360 млн т - и снижения эмиссии углекислого газа в 1990-2003 гг. по данным ИНЭИ на 29%.
238
Некоторые показатели развития экономики и энергетики России
Таблицу!
Показатель	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003
						В абсолютном измерении								
ВВП. млрд. руб., в ценах 1998 г.	4598	4368	3735	3410	2977	2843	2740	2778	2630	2797	3078	3233	3372	3611
Эмиссия СО2, млн т, по данным:														
3-го Национального сообщения	2360	2180	2010	1840	1660	1590	1500	1530	1510	1510				1670
РФМЭА:														
IEA Sectoral	2023	1983	1882	1821	1608	1589	1562	1451	1433	1473	1510	1519		
IEA Reference	2132	2105	1937	1865	1645	1586	1558	1492	1449	1498	1518	1524		
Карбоноемкость ВВП, кг СОг/руб.,														
по данным:														
3-го Национального сообщения	0,513	0,499	0,538	0,540	0,558	0,559	0,547	0,551	0,574	0,540				0,462
РФ МЭА:														
ША Sectoral	0,440	0,454	0,504	0,534	0,540	0,559	0,570	0,522	0,545	0,527	0,491	0,470		
IEA Reference	0,464	0,482	0,519	0,547	0,553	0,558	0,569	0,537	0,551	0,536	0,493	0,471		
					Темпы прироста к предыдущему году, %									
ВВП, млрд руб., в ценах 1998 г.		-5,0	-14,5	-8,7	-12,7	-4 5	-3,6	1,4	-5,3	6,4	10,0	5,0	4,3	73
Эмиссия СО2, млн т, по данным:														
3-го Национального сообщения		-7,6	-7,8	-8,5	-9,8	-4,2	-5,7	2,0	-1,3					
РФ МЭА:														
IEA Sectoral		-2,0	-5,0	-3,3	-11,7	-1,2	-1,7	-7,1	-U	2,8	23	0,6		
IEA Reference		-1,3	-8,0	-3,7	-11,8	-3,6	-1,7	—4>2	-2,9	3,4	13	0,4		
Карбоноемкость ВВП, кг СОг/руб.,														
по данным:														
3-го Национального сообщения		-2,8	7,8	0,3	3,3	0,3	-2,1	0,6	4,3	-6,0				
РФ МЭА:														
IEA Sectoral		3,1	11,1	5,9	1,1	33	2,0	-8,4	4,4	-3,4	-6,9			
IEA Reference		3,9	7,6	5,4	1.1	0,9	1,9	-5,5	2,6	-2,8	-7,9	-4»4		
Таблица 2 (скончайте
	Индексы роста, %					Среднегодовые темпы прироста, %				
	1990- 1998 гг.	1990- 2001 гг.	1990- 2003 гг.	1998- 2001 гг.	1998- 2003 гг.	1990- 1998 гг.	1990- 2001 гг.	1990 2003 гг.	1998- 2001 гг.	1998- 2003 гг. 1
ВВП, млрд руб., в ценах 1998 г.	57,2	70.3	78.7	122,9	137,6	-6,7	-3,2	-1,8	7,1	6,6
Эмиссия СО2, млн т, по данным:										
3-го Национального сообщения	64,0		70,8		1106	-5.4		-2,6		2.0
РФ МЭА:										
IEA Sectoral	70,8	75,1		106.0		-4.2	-2,6		2,0	
IEA Reference	67.9	71.5		105.2		-4.7	-3,0		1.7	i
Карбоноемкость ВВП, кг СО2/руб..										
по данным:										
3-го Национального сообщения	111.9		89,9		80.4	1.4		-0,8		-4.3
РФ МЭА:										
IEA Sectoral	123,9	106.8		86.2		2.7	0.6		-4.8	
IEA Reference	118.8	101,6		85,6			2.2 		0.1		-5.1	

Некоторые показатели развития экономики и энергетики России с учетом изменения условий торговли														
Показатель «	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003
I 1 1						В абсолютном изме			рении					
! ВВП. млрд. руб., в ценах 1998 г. Эмиссия СО2. млн т, по данным:	4707	4332	3936	3220	3014	2644	2615	2576	2630	2798	3016	3038	3016	3030
3-го Национального сообщения РФ МЭА:	2360	2180	2010	1840	1660	1590	1500	1530	1510	1510				1670 i
IEA Sectoral	2023	1983	1882	1821	1608	1589	1562	1451	1433	1473	1510	1519		
IEA Reference	2132	2105	1937	1865	1645	1586	1558	1492	1449	1498	1518	1524		
Карбоноемкость ВВП. кг СО?/руб..														
поданным:														
3-го Национального сообщения РФ МЭА	0.501	0.503	0,511	0.571	0,551	0,601	0,574	0 594	0,574	0,540				0,551
IEA Sectoral	0,430	0,458	0,478	0,656	0,533	0,601	0,597	0,563	0,545	0,527	0,501	0,500		
IEA Reference	0,453	0,486	0,492	0,579	0,546	0,600	0,596	0,579	0,551	0,535	0,503	0.502		
					Темпы прироста к предыдущему году, %									
ВВП. млрд руб., в ценах 1998 г. Эмиссия СО2. млн т, по данным:		-8 0	-9.1	-18,2	-6.4	-12,3	-1,1	-1,5	2,1	6,4	7,8	0,7	-0,7	0,4
3-го Национального сообщения РФ МЭА:		-7,6	-7.8	-8,5	-9,8	-4.2	-5,7	2,0	-1,3					
IEA Sectoral		-2.0	-5,0	-3,3	-11,7	-1,2	-1.7	-7,1	-1.2	2,8	2,5	0,6		
IEA Reference		-1.3	-8,0	-3,7	-11,8	-3,6	-1.7	-4,2	-2,9	3,4	1,3	0,4		
Карбоноемкость ВВП. кг СО2/руб.,														
по данным:														
3-го Национального сообщения РФ МЭА:		0,4	1.5	11.9	-3.6	9.2	-4,6	3,5	-3,3	-6,0				
IEA Sectoral		6.5	1,5	18,2	-5.7	12,7	-0,6	-5.7	-3,2	-3,4	-4,9	-0,1		
IEA Reference		7,3	1,2	17,7	-5,8	9,9	-0,6	-2,8	—4,9	-2,8	-6,0	-0,3		
242
Таблица 3 (окончание)
	Индексы роста, %					Среднегодовые темпы прироста, %				
	1990- 1998 гг.	1990- 2001 гг.	1990- 2003 гг.	1998- 2001 гг.	1998- 2003 гг.	1990- 1998 гг.	1990- 2001 гг.	1990- 2003 гг.	1998- 2001 гг.	1998- 2003 гг.
ВВП, млрд руб., в ценах 1998 г.	55,9	64.5	64,4	115,5	115,2	-7,0	-3,9	-3,3	4,9	2,9
Эмиссия СО2, млн т, по данным:										
3-го Национального сообщения	64,0		70,8		110,6	-5.4		-2,6		2,0
РФ МЭА:										
IEA Sectoral	70,8	75,1		106.0		-4,2	-2,6		2,0	
IEA Reference	67,9	71,5		105.2		-4,7	-3,0		1,7	
Карбоноемкость ВВП, кг СО2/руб..										
по данным:										
3-го Национального сообщения	114,5		109.9		96,0	1.7		0,7		-0.8
РФ МЭА:										
IEA Sectoral	126,8	116,3		91,7		3,0	1.4		-2.8	1
IEA Reference	121.6	110,7		91,0		2,5	0,9		-3.1	
Гаким образом, метод экстраполяции фактических данных для прогно-
зирования долгосрочных тенденций изменения карбоноемкости ВВП
в принципе приемлем. Однако для корректного его применения следует в
качестве базы расчетов использовать:
-	либо фактические темпы изменения карбоноемкости ВВП за макси-
мально длительный период (в российском случае - по данным ТНС,
в 1990-2003 гг. -0,8% в год; по данным МЭА, в 1990-2001 гг. - от +0,1 до
+0.6% в год);
-	либо фактические темпы изменения карбоноемкости ВВП за более
короткий период (например, за 1998-2003 гг.), но скорректированные на
вклад благоприятной внешнеэкономической конъюнктуры в динамику ВВП
(по данным ТНС, в 1990-2003 гг. -0,8% в год; по данным МЭА,
в 1990-2001 гг. - от -2,8 до -3,1% в год).
В обоих случаях прогнозные темпы снижения карбоноемкости ВВП
оказываются более низкими, а сроки достижения Россией уровня эмиссии
1990 г. - более близкими.
Прогноз темпов изменения карбоноемкости ВВП
в России по сравнению со странами-аналогами
Для прогнозирования темпов изменения карбоноемкости ВВП в России
с использованием тенденций в странах-аналогах вначале необходимо опре-
делить, какие страны могут выступать в качестве таких аналогов. Для это-
го следует оценить характерные для России значения факторов, влияющих
на уровень и динамику карбоноемкости ВВП. Россия - страна с относитель-
но невысоким уровнем экономического развития (ВВП на душу населения в
2001 г. - 7,1 тыс. долл., в 2003 г. - 8 тыс. долл, по ППС в ценах 1999 г.). Рос-
сийский ВВП на душу населения примерно в 2-2,5 раза ниже значений точ-
ки экстремума (полосы перегиба) в А-образной зависимости (кривой Кузне-
ца) между уровнем экономического развития и карбоноемкостью ВВП, ко-
торая находится примерно на уровне 16-20 тыс. долл, по ППС в ценах
1999 г.
В силу высокого уровня энергообеспеченности вообще и углеводород-
ным сырьем в частности в России сложились более низкие, чем среднемиро-
вые, цены на углеводородные энергоресурсы; кроме того, они ниже цен на
альтернативные источники энергии. Благодаря относительно более дешево-
му углеводородному топливу в стране сохраняется довольно высокий спрос
на него и удерживается весьма высокая его доля в потреблении энергии
(92,9%), что заметно выше среднемирового показателя (79,8%). Большие
масштабы потребления углеводородного топлива предопределяют доста-
точно высокий уровень карбоноемкости российского ВВП.
Современная структура национальной экономики, сформировавшаяся в
течение последних десятилетий, прошла проверку на прочность в условиях
открытой рыночной экономики и жесткой международной конкуренции в
1992-2004 гг. Она подтвердила эффективность народнохозяйственной спе-
циализации страны (в рамках международного разделения труда) на добыче,
переработке и экспорте российских углеводородов, а также на их массовом
использовании в энергоемких производствах. Быстрое изменение структу-
243
рм национальной экономики (в течение ближайших 2-6 лет
до 2008-2012 гг.). которое могло бы сопровождаться резким и значитель-
ным сокращением энерго- и карбоноемкости ВВП, представляется малове-
роятным. Климатические условия России весьма суровы - среднегодовая
температура выше +10° (сопоставимая с температурой центральной
Англии) отмечается лишь на крайнем юге страны - в Краснодарском крае
и Дагестане.
В соответствии с изложенными характеристиками и предложенной вы-
ше классификацией Россия относится к группе карбоноинтенсивных стран
с уровнем ВВП на душу населения менее 16 тыс. долл, по ППС в ценах
1999 г. Поэтому наиболее корректным представляется сопоставление ее по-
казателей с характеристиками карбоноинтенсивных стран с рыночной
экономикой и карбоноинтенсивных стран с переходной экономикой
(см. табл. 1). Наименее корректным в этой связи было бы сопоставление
России с карбононеинтенсивными странами, а также со странами, сущест-
венно отличающимися от нее по уровню экономического развития.
Карбоноемкость российского ВВП примерно вдвое выше, че.м в карбо-
ноинтенсивных странах с рыночной экономикой соответствующего уровня
развития. Но она намного ниже, чем в высококарбоноинтенсивных “стра-
нах-заводах”, и примерно на 10% ниже, чем в карбоноинтенсивных странах
с переходной экономикой.
В силу высокой инерционности отмеченные особенности российской
экономики в обозримой перспективе скорее всего сохранятся. В то же вре-
мя относительные цены на углеводороды будут расти, постепенно прибли-
жаясь к уровню мировых цен, а удельный вес углеводородов в потреблении
энергии начнет, очевидно, снижаться.
Отмеченные особенности российской экономики (относительно высо-
кий уровень карбоноемкости ВВП, постепенное повышение цен на углево-
дороды, уменьшение их доли в совокупном потреблении энергии, дальней-
шая адаптация российских экономических субъектов к работе в условиях от-
крытой экономики) дают основание предположить высокую вероятность
дальнейшего снижения карбоноемкости российского ВВП. Ряд других осо-
бенностей (невысокий уровень экономического развития, высокий уровень
обеспеченности углеводородными ресурсами, их относительная дешевизна,
высокий удельный вес углеводородов в потребляемой энергии, сложившая-
ся структура экономики, холодный климат) свидетельствует о том, что
такое снижение карбоноемкости российского ВВП вряд ли будет происхо-
дить очень быстро.
В этой связи встает проблема оценки наиболее вероятной (максимально
возможной) скорости снижения карбоноемкости российского ВВП. Ее изме-
нение отражает совокупное воздействие многих факторов, в том числе ско-
рости внедрения новых технологий, темпов повышения энергоэффективно-
сти, изменения структуры производства и потребления энергии. Границы,
в которых находятся темпы изменения карбоноемкости ВВП, определенные
для разных стран, представляют собой реальный спектр возможных значе-
ний данного показателя. Для оценки этих границ были проведены расчеты
изменения карбоноемкости ВВП 124 стран мира за последние три десятиле-
тия (табл. 4).
244
Темпы прироста карбоноемкости ВВП по группам стран мира в 1972-2001 гг.
Трупы стран	Количест- во стран	Карбоноемкость ВВП, кг СО^долл. по ППС в ценах 1999 г.			Среднегодовые темпы прироста карбоноемкося1 ВН&*		
		1972-1981 гг.	1982-1991 гт.	1992-2001 гг.	1972-1981 гг.	1982-1991 гг.	1992-200! гг
Все страны	124	0,635	0,518	0,474	-1,9	-1.7	
Страны с рыночной экономикой В том числе:	97	0,635	0,518	0,467	-1,9	-1,7	-4S
Карбононеинтен-	73	0,476	0,393	0,356	-1,8	-1,4	-ол
сявные							
менее 16 тыс. долл.	51	0,282	0,309	0,334	0,9	1,1	0,4
на душу населения более 16 тыс. долл.	22	0,584	0,445	0,371	-2,2	-2,5	-1,4
на душу населения Карбоноинтенсив-	18	0,909	0,731	0,654	-2,0	-1,8	-1,0
ные							
менее 16 тыс. долл.	14	0,514	0,653	0,726	2,3	1,1	0,8
на душу населения более 16 тыс. долл.	4	0,989	0,747	0,639	-2,4	-2,3	-1,4
на душу населения Высококарбоноинтен- сивные "страны- заводы"	6	1,031	1,794	2,226	2,1	5,4	2,0
Все страны с переходной экономикой В том числе:	27			1,322			-2,8
Карбононеинтен-	22			1,016			—4*5
сивныс							
Карбоноинтенсив-	4			1,807			-3,8
ные Россия	1			1,652			-0,8
Источники: International Energy Agency, 2003 (1971-2001); IMF.							
Международные сопоставления показывают, что в некоторых стра-
нах с рыночной экономикой в отдельные годы могут наблюдаться до-
вольно высокие темпы снижения карбоноемкости ВВП. Однако непре-
рывное уменьшение этого показателя в течение двух десятилетий подряд
быстрее, чем на 4% в год, является историческим исключением. В по-
следние 30 лет такое явление было отмечено лишь дважды, причем в ми-
крогосударствах - Люксембурге и Нидерландских Антильских островах.
Россия существенно отличается от этих двух стран по ряду важных пока-
зателей - численности населения, размерам экономики7, ее структуре,
климатическим условиям, стартовому уровню карбоноемкости ВВП8.
К тому же обе страны не располагали и не располагают источниками уг-
леводородного топлива на своей территории и вынуждены его импорти-
ровать.
Снижение карбоноемкости ВВП в Люксембурге и на Нидерландских
Антильских островах было обусловлено быстрой переориентацией народ-
нохозяйственной специализации этих “стран-заводов” с энергоемкого и кар-
боноемкого металлургического и нефтеперерабатывающего производств
на предоставление банковских, финансовых, консультационных, туристиче-
ских услуг, не требующих большого потребления энергии и не сопровожда-
ющихся значительной эмиссией углекислого газа. Россия вряд ли сможет по-
вторить опыт этих стран без фактической ликвидации целого ряда отраслей
(черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, лесной промышлен-
ности, значительной части транспорта).
Высокие темпы снижения карбоноемкости ВВП (до 2.5% в год) наблю-
дались в карбононеинтенсивных странах с высоким уровнем ВВП на душу
населения в разгар нефтяного кризиса в конце 1970 - начале 1980-х гг.
Однако ни по уровню экономического развития, ни по степени доступности
углеводородного сырья они не могут считаться аналогами России. Очень
быстрое сокращение карбоноемкости ВВП (на 4.5% в год) происходило в
условиях кризисного развития карбононеинтенсивных стран с переходной
экономикой в 1990-е гг. Однако ни по степени доступности для националь-
ных экономических субъектов углеводородного сырья, ни по структуре
экономики, ни по климатическим условиям эти страны (в подавляющем
большинстве - импортеры энергоносителей) также вряд ли могут служить
аналогами России.
Более того, в этих случаях высокие темпы снижения карбоноемкости
ВВП были в значительной мере обусловлены быстрым повышением от-
носительных цен используемых энергоресурсов. Ценой адаптации стран к
новым условиям стали существенные потери в темпах экономического
роста, а во многих странах с переходной экономикой - и абсолютное со-
7 В 1971 г. население Люксембурга насчитывало 345 тыс. человек, Нидерландских
Антильских островов - 160 тыс. человек. В 2003 г. население России составило около 145 млн
человек. В 1971 г. ВВП Люксембурга был равен 5,2 млрд долл., Нидерландских Анти-
льских островов - 1,5 млрд долл, по ППС в ценах 1999 г. В 2003 г. ВВП России составил
1160 млрд долл.
я В 1971 г. карбоноемкость ВВП Люксембурга составляла 3,0 кг/долл., а Нидерландских
Антильских островов - 9,9 кг/долл, по ППС в ценах 1999 г. В 2003 г. в России карбоноемкость
ВВП равнялась 1,4 кг/долл, по ППС в ценах 1999 г., что меньше в 2 и в 6 раз соответственно.
246
кращенис их экономического потенциала. В группе же карбоноинтенсив*
ных стран с рыночной экономикой и уровнем экономического развития,
сопоставимым с Россией (см. табл. 4), темпы изменения карбоноемкости
ВВП на протяжении всего периода 1971-2001 гг. оставались положитель-
ными.
Прогноз темпов изменения карбоноемкости ВВП
на основе исторических аналогий
Современные показатели карбоноинтенсивности российской экономи-
ки - эмиссия углекислого газа на душу населения и карбоноемкость россий-
ского ВВП - в исторической перспективе не являются исключительно высо-
кими. В США на соответствующей стадии развития были достигнуты при-
мерно такие же или даже более высокие показатели карбоноинтенсивности
экономики (рис. 7 и 8). На сопоставимом уровне экономического развития и
другие развитые страны демонстрировали более высокие, чем современная
Россия, показатели карбоноемкости ВВП (рис. 9). Особенность современ-
ной России заключается лишь в том, что она существенно запоздала в своем
Рис. 7. Уровень экономического развития и эмиссия углекислого газа на душу населения
в США в 1800-2000 гг. и в России в 1992-2000 гг.
Рис. 8. Карбоноемкость ВВП в США в 1800-2000 гг. и в России в 1992-2000 гг.
247
Великобритания
Германия
США
Канада
Бельгия
Россия
♦ СССР
Рис. 9. Динамика карбоноемкости ВВП в некоторых развитых странах в
в Российской империи и в СССР в 1886-1991 гг., в России в 1992-2000 гг
1800-2000 г г..
экономическом развитии. Перелом в динамике карбоноемкости ВВП проис-
ходит в ней на 90-120 лет позднее, чем во многих развитых странах.
Однако именно запаздывание России в экономическом развитии позво-
ляет использовать пример стран, уже прошедших такой этап, для прогнози-
рования возможной динамики карбоноемкости ее ВВП. С этой целью были
проанализированы данные за 1800-2000 гг. по тем странам, абсолютные ис-
торические значения уровней экономического развитая и карбоноемкости
ВВП которых наилучшим образом совпали с современными российскими
показателями - США, Великобритании, Канаде, Бельгии, Германии. Все эти
страны на протяжении исследуемого периода имели неплохой доступ к угле-
водородам.
Обращает внимание то, что траектории снижения карбоноемкости ВВП
в этих странах схожи. Такая картина свидетельствует о подверженности
процесса изменения карбоноемкости ВВП действию единой закономерно-
сти. Среднегодовые темпы изменения карбоноемкости ВВП этих пяти стран
в период увеличения ВВП на душу населения с 8 тыс. до 16 тыс. долл, по
ППС в ценах 1999 г. (период удвоения величины душевого показателя ВВП)
составили -1,3%.
Взаимосвязь темпов экономического роста
и темпов изменения карбоноемкости ВВП
Существует мнение, с повышением темпов экономического роста сни-
жение карбоноемкости ВВП ускоряется. Следовательно, в гипотетиче-
ском случае удвоения российского ВВП за 10 лет можно было бы ожидать
ускорения темпов снижения карбоноемкости российского ВВП. Однако
статистического обоснования этому утверждению найти не удалось. Про-
248
веденные международные сопоставления свидетельствуют скорее об об*
ратном.
Для стран с высокими темпами роста экономики характерно либо сохра-
нение, либо даже некоторое повышение достигнутого уровня карбоноемко-
сти ВВП. Так, из 22 случаев удвоения ВВП в течение 10 лет в 1980-2001 гг.
в странах - крупных экспортерах нефти, которые могут служить аналогами
современной России в предстоящее десятилетие, в 21 случае темпы роста
эмиссии углекислого газа были выше темпов увеличения ВВП. Это означа-
ет, что уровень карбоноемкости ВВП в них не только не снизился, но и по-
высился. Причем в некоторых странах темпы прироста эмиссии углекисло-
го газа опережали темпы прироста ВВП вдвое и даже втрое.
Сравнение ситуации в разных странах показывает, что снижение карбо-
ноемкости ВВП в значительной мере является инерционным процессом,
тесно связанным с достижением страной определенного уровня экономиче-
ского и технического развития. Эти сравнения не содержат убедительных
примеров, подтверждающих гипотезу о возможности поддержания в тече-
ние длительного времени высоких темпов снижения карбоноемкости ВВП -
на уровне 4-5% в год - без существенного сокращения темпов экономиче-
ского роста. За последние три десятилетия в карбононеинтенсивных странах
удвоение ВВП за 10 лет происходило при снижении карбоноемкости ВВП
не менее чем на 3,6% в год, а в карбоноинтенсивных - при росте не более
чем на 2% в год.
Результаты расчетов прогноза эмиссии
углекислого газа в Российской Федерации
С учетом ряда рассмотренных факторов (динамики карбоноемкости
ВВП в России в 1990-2003 гг.; динамики карбоноемкости ВВП в
1800-2000 гг. в странах, сопоставимых с ней по уровню экономического раз-
вития. доступности энергоресурсов; структуры энергопотребления и произ-
водства; климатических условий), с учетом прогнозируемых темпов эконо-
мического роста и осуществления масштабных (и далеко небесплатных)
программ по энергосбережению темпы снижения карбоноемкости россий-
ского ВВП вряд ли могут быть более 2% в год.
Из международных и исторических сопоставлений следует, что такие
темпы снижения карбоноемкости ВВП представляются чрезвычайно высо-
кими, если не сказать амбициозными. Для стран с рыночной экономикой в
1992-2001 гг. чаще всего наблюдались темпы изменения карбоноемкости
ВВП в пределах от -2 до +2% в год. Только в двух странах из 24 карбоноин-
теисивных стран - в Люксембурге и Зимбабве - карбоноемкость ВВП сни-
жалась более чем на 2% в год. Однако среднегодовые темпы прироста ВВП
в них оказались ниже темпов, необходимых для удвоения ВВП в течение
10 лет: 5,8 и -1,0% соответственно.
При снижении карбоноемкости ВВП на 2% в год и возможных сценар-
ных вариантах роста российской экономики (темпы прироста ВВП: 5,0%;
6,2; 6,7; 7,2 и 9,0%) наиболее вероятными сроками превышения величины
эмиссии углекислого газа в Российской Федерации уровня 1990 г. оказыва-
ются 2011 г., 2009 г., 2008 г. и 2007 г. (рис. 10).
249
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Годы
Рис. 10. Эмиссия углекислого газа в России (1990 г. = 100%): фактическая в 1990-2003 гг.
и прогнозная при различных сценариях экономического роста в 2004-2020 гг.
По первому сценарию экономического роста (среднегодовые темпы
прироста ВВП - 5,0%) объем финансовых ресурсов, который может быть
получен российскими экономическими субъектами в результате продажи
излишков квот на эмиссию углекислого газа в первом периоде действия Ки-
отского протокола, в зависимости от прогнозируемых цен на квоты может
измеряться несколькими сотнями миллионов долларов.
По второму (правительственному) сценарию (среднегодовые темпы при-
роста ВВП - 6,2%) физический объем излишков квот углекислого газа, ко-
торый может быть продан российскими экономическими субъектами, мо-
жет находиться в пределах от 130 до 1600 млн т. По другим сценариям эко-
номического роста излишков квот на эмиссию углекислого газа для прода-
жи на внешнем рынке не остается. Более того, весьма вероятно, что у рос-
сийских компаний появится необходимость приобретения квот на эмиссию.
В таком случае уже в первом периоде действия Киотского протокола рос-
сийским экономическим субъектам для приобретения необходимых квот уг-
лекислого газа потребуются дополнительные финансовые ресурсы, кото-
рые в зависимости от прогнозируемых цен на квоты могут измеряться мил-
лиардами долларов.
ПРОГНОЗ ТЕМПОВ ЭКОНОМИЧЕСКОГО
РОСТА В РОССИИ
Негативные последствия вступления в силу Киотского протокола для
экономического роста отмечаются многими российскими и зарубежными
экспертами. Снижение абсолютного уровня ВВП в 2010 г. для стран Евро-
союза оценивается в пределах от 0,12 до 4,8% его объема в указанном году
(Canes, 2002). Условия, налагаемые Киотским протоколом, оцениваются как
трудновыполнимые или невыполнимые, в том числе и представителями
250
стран, вошедших в Приложение В (Comission of European Communities.., 2003.
P. 12). Наибольшие экономические потери понесут страны, добившиеся в
последние годы наиболее высоких темпов роста, в том числе Испания,
Ирландия. Австрия, Португалия.
Ратификация Киотского протокола ставит перед российскими эконо-
мическими субъектами дилемму: либо приобретение квот на эмиссию на
внешнем рынке, либо вынужденное замедление и даже прекращение
хозяйственной деятельности. В обоих случаях последствия окажутся
тяжелыми: повышение издержек и неизбежное снижение темпов роста
российской экономики. Не исключено абсолютное сокращение объемов в
энергоемких отраслях, имеющих в настоящее время сравнительные преи-
муществва на мировом рынке и способствующих своей деятельностью
поддержанию высоких темпов роста российской экономики.
Динамика карбоноемкости ВВП выглядит весьма независимой от тем-
пов экономического роста (рис. 11). В то же время существует устойчивая
связь между темпами роста ВВП, темпами изменения эмиссии углекислого
газа и темпами изменения карбоноемкости ВВП. Она может быть выраже-
на формулой, вытекающей из определения карбоноемкости (КЕ = Э/ВВП):
АВВП = АЭ - ДКЕ,
где АВВП - темп прироста ВВП, АЭ - темп прироста эмиссии углекислого
газа, АКЕ - темп прироста карбоноемкости ВВП.
Погрешность расчетов по формуле на массиве среднегодовых данных
1992-2001 гг. по 124 странам составляет от -0,47 до +0,36 п.п. при двузнач-
ных показателях величин, входящих в формулу. Для 95-процентного довери-
тельного интервала погрешность находится в пределах от -0,29 до +0,24 п.п.
Эмиссия углекислого газа рассматривается как индикатор потребления
энергии. Потенциал изменения структуры потребления энергии в ближай-
шее время представляется незначительным. Сейчас в России уже почти по-
ловина потребляемой энергии приходится на природный газ. Следователь-
но, возможность замены используемых сегодня более карбоноинтенсивных
Рис. 11. Темпы экономического роста и темпы изменения карбоноемкости ВВП в
1991-2001 гг. (124 страны)
251
mVU'B углеводородного топлива менее карбоноинтенсивными (и прежде все-
го природным газом) является ограниченной. Решение вышеприведенного
уравнения позволяет прогнозировать как потенциальные темпы прироста
российской экономики, так и сопровождающие их темпы прироста эмиссии
углекислого газа:
ЛЭ = ДВВП + ДКЕ.
Для обеспечения среднегодовых темпов экономического роста 5,0%; 6,2;
6,7; 7,2 и 9,0% при прогнозных максимальных темпах снижения карбоноем-
кости ВВП, равных 2% в год, неизбежны среднегодовые темпы прироста
эмиссии на уровне 3,0%; 4,2; 4,7; 5,2 и 7,0% соответственно.
Если Российская Федерация будет выполнять требования, накладывае-
мые на нее в соответствии с первым периодом действия Киотского прото-
кола и после достижения эмиссией углекислого газа уровня 1990 г., то тем-
пы прироста российского ВВП будут ограничены темпами снижения его
карбоноемкости:
ДВВП = -ДКЕ при ДЭ = 0.
При поддержании в долгосрочной перспективе темпов сокращения кар-
боноемкости ВВП на 2% в год максимальный темп прироста российской
экономики не будет превышать 2% в год. Если же российской экономике не
удастся обеспечить ежегодное 2%-ное снижение карбоноемкости ВВП9,
то темпы ее роста будут ниже 2% в год. При этом очевидно, что снижение
темпов сокращения карбоноемкости ВВП будет таким же, как и макси-
мально разрешенные для России (согласно требованиям первого периода
Киотского протокола) темпы экономического роста.
Если России не удастся обеспечить абсолютное снижение карбоноемко-
сти ВВП, и темпы ее изменения будут положительными (то есть карбоноем-
кость ВВП будет расти, как это происходило в 1992-2001 гг. в 55% стран с
рыночной экономикой и в 58% карбоноинтенсивных стран), то темпы эко-
номического роста должны стать отрицательными. Например, при сохране-
нии темпов изменения карбоноемкости ВВП, отмеченных по данным
IEA Sectoral в 1990-2001 гг. (+0,6% в год), разрешенными темпами прироста
российского ВВП становятся темпы, не превышающие -0,6% в год.
Эмиссия углекислого газа является неизбежным побочным результатом
хозяйственной деятельности человечества на нынешнем этапе его экономи-
ческого и технологического развития. Объем эмиссии зависит как от абсо-
лютных размеров ВВП, так и от интенсивности эмиссии углекислого газа на
единицу ВВП - карбоноемкости ВВП.
Последний показатель представляет собой важную характеристику
уровня развития экономики той или иной страны, ее структуры, а также сте-
пени доступности углеводородных ресурсов для экономических субъектов.
Карбоноемкость ВВП, как правило, выше в более развитых странах, лучше
обеспеченных углеводородами, с высокой их долей в потреблении энергии.
9 Следует иметь в виду, что в 1992-2001 гг. это не удалось сделать подавляющему боль-
шинству стран мира - 85% стран с рыночной экономикой, в том числе 92% карбононнтененв-
иых стран.
252
е холодным климатом. Карбоноемкость ВВП является инерционным пока-
зателем.
Согласно большинству реалистичных среднесрочных сценариев роста
российской экономики, эмиссия углекислого газа в Российской Федерации
превысит уровень 1990 г. еще до истечения действия первого периода Киот-
ского протокола - в 2008-2012 гг. Финансовые потери российских экономи-
ческих субъектов уже в этот период могут составить миллиарды долларов.
При наличии устойчивой связи между темпами экономического роста и
темпами эмиссии углекислого газа, а также при наличии довольно жестких
естественных пределов скорости снижения карбоноемкости ВВП ограниче-
ние на абсолютные объемы эмиссии углекислого газа, накладываемое в
первом периоде действия Киотского протокола, неизбежно означает огра-
ничение масштабов экономической деятельности на территории России.
Ратификация Российской Федерацией Киотского протокола как мини-
мум приведет к существенному замедлению темпов ее экономического рос-
та. При реализации обсуждаемых ныне предложений Евросоюза и Велико-
британии о дополнительных ограничениях эмиссии углекислого газа в
последующих периодах действия Киотского протокола весьма вероятным
становится абсолютное сокращение экономического потенциала России.
Литература
Макаров А.А. Выбросы СО2 в России от сжигания органического топлива. М., 2002.
Canes М. Economic modelling of climate change policy, 2002, October, http: // www. iccfglobal. org.
[2002].
Commission of the European Communities. Report from the Commission under council decision
93/383/EEC as amended by decision 99/296EC for a monitoring mechanism of Community green-
house gas emissions. COM (2003) 735 final. Brussels, 2003
СУЖДЕНИЕ СОВЕТА-СЕМИНАРА РАН
О ВОЗМОЖНОМ АНТРОПОГЕННОМ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА
И ПРОБЛЕМЕ КИОТСКОГО ПРОТОКОЛА
Обсуждено и принято
на заседании Совета-семинара 14 мая 2004 г.
В связи с обращениями к России с призывами о скорейшей ратифика-
ции Киотского протокола к Конвенции об изменении климата (РКИК)
Президент Российской Федерации В.В. Путин, выступая на открытии Все-
мирной конференции по изменению климата 29 сентября 2003 г., сказал:
“Правительство Российской Федерации тщательно рассматривает и изу-
чает этот вопрос, изучает весь комплекс связанных с ним непростых про-
блем. Решение будет принято после того, как эта работа будет закончена.
И, конечно, в соответствии с национальными интересами Российской
Федерации”.
По инициативе В.В. Путина с 16 января с.г. при Президенте Российской
Академии Наук начал работать научный совет-семинар, посвященный
возможностям предотвращения антропогенного изменения климата и его
негативных последствий и проблемам Киотского протокола. Заседания
семинара открыл Президент РАН академик Ю.С. Осипов, с формулировкой
запросов от российских властей выступил советник Президента Российской
Федерации А.Н. Илларионов.
В состав семинара входят 26 известных ученых, в основном члены Ака-
демии. С 16 января проведено восемь заседаний. На заседаниях выступили с
докладами 18 ученых (в хронологическом порядке): академик Ю.С. Осипов,
академик Ю.А. Израэль, советник Президента РФ А.Н. Илларионов, акаде-
мик Д.С. Львов, член-корреспондент РАН В.И. Данилов-Данильян, С.А. Ро-
гинко, А.Ф. Яковлев, А.И. Нахутин, Г.В. Груза (дважды), член-корреспон-
дент РАН И.И. Мохов, академик В.П. Дымников, академик Г.С. Голицын,
Г.А. Сорохтин, академик К.С. Демирчян (дважды), С.П. Горшков, академик
Г.А. Заварзин, С.М. Семенов, член-корреспондент РАН А.А. Макаров.
В своих выступлениях ученые опирались на результаты собственных ис-
следований, отечественных и зарубежных ученых и институтов, сводные
аналитические отчеты Межправительственной группы экспертов по изме-
нению климата (МГЭИК - IPCC), над составлением которых работали уче-
ные из многих стран мира (включая российских ученых).
На семинаре рассматривались как фундаментальные проблемы, требу-
ющие длительных исследований, так и вопросы, по которым в основном уже
сложилось общее представление.
254
Согласованная позиция членов Совета семинара по ключевым обсуж-
давшимся вопросам сводится к следующему.
1.	Потепление климата. Ученые согласны с оценкой потепления в XX в.
(на 0.6 ± 0.2 °C глобальной осредненной приземной температуры за 100 лет),
приведенной в последнем отчете МГЭИК (2001 г.).
2.	Причины потепления. Высказывались разные гипотезы потепления
климата. Часть ученых согласилась с тем, что основная причина потепле-
ния - эффект воздействия СО2 и других парниковых газов. Было высказано
также мнение о других механизмах изменения температуры. При этом под-
черкивалось, что имеется высокая степень неопределенности в том, что по-
тепление происходит за счет антропогенного воздействия.
3.	Роль СО2. Наряду с гидротермическим режимом, СО2 является важ-
ным фактором биопродуктивности на планете.
4.	Прогнозы (проекции) будущего климата. Многие ученые положитель-
но относятся к результатам расчетов с помощью больших моделей. В то же
время подчеркивалось, что в работе с моделями имеются большие неопре-
деленности.
5.	Баланс углерода в природе. Высказывалась обеспокоенность тем, что у
современной науки нет достаточно надежных данных о балансе углерода в
природе. В настоящее время недостаточны количественные оценки роли
океана, почвы, биоты в поглощении и обмене с атмосферой углекислого газа.
6.	Оценка общего экологического и экономического ущерба в результа-
те потепления климата. В настоящее время количественные оценки общего
экологического и экономического ущерба в результате потепления клима-
та отсутствуют для принятия обоснованных решений о мероприятиях по
предотвращению изменения климата.
7.	Стоимость предотвращения потепления климата. Серьезную обеспо-
коенность вызывает предлагаемая МГЭИК высокая стоимость (десятки
триллионов долларов за сто лет) мероприятий по стабилизации концентра-
ции СО2 в атмосфере на уровне 450 млн-’.
8.	Уровни предельной концентрации. Отсутствует научно обоснованный
и требующий интенсивных исследований уровень опасных антропогенных
концентраций парниковых газов (в частности, СО2) в атмосфере для клима-
тической системы, как это определено основной целью Конвенции; хотя
решение этой проблемы, возможно, и недостижимо.
9.	Киотский протокол. Геофизические аспекты. Ученые приняли к све-
дению оценку председателя МГЭИК (Б. Болин), что в результате выполне-
ния всеми странами, взявшими на себя обязательства по Киотскому прото-
колу, скорость замедления роста концентрации СО2 (без учета выхода США
из Протокола) составит всего 1-1,5 млн-1 за десять лет при общем росте кон-
центрации за этот период в 20 млн-1 и общей текущей концентрации в
370 млн-1. Таким образом, эффект Киотского протокола за 10 лет с точки
зрения замедления концентрации СО2 мог бы составить максимум 0,3% от
сегодняшнего уровня концентрации (с учетом выхода США из Протокола).
По данным МГЭИК, для стабилизации концентрации СО2 на уровне
550 млн*1 (рост на 50% по сравнению с сегодняшним уровнем), в течение
100 лет потребуется уменьшение нынешней эмиссии СО2 в 2 раза, т.е. сокра-
щение современного выброса, записанного в приложении к Киотскому про-
255
токолу. если он будет повторяться в течение ста лет, составит лишь 1-2%
от необходимого для стабилизации сокращения.
Многие ученые констатируют полное отсутствие научного обоснования
Киотского протокола и его практическую неэффективность для достиже-
ния окончательной цели Конвенции как она изложена в статье 2.
10.	Киотский протокол. Экономические аспекты. На семинаре
было представлено несколько результатов расчетов (при различных сце-
нариях) роста выброса СО2 при увеличении ВВП (в том числе удвоения
ВВП за 10 лет) в России. В расчетах имеются существенные неопреде-
ленности.
По сценарию, базирующемуся на данных Международного энергетиче-
ского агентства (2024 Мт СО2 в 1990 г.) при среднегодовых темпах прироста
российского ВВП на уровне 7,2% (соответствующих удвоению ВВП в тече-
ние 10 лет), установленный для России лимит эмиссии СО2 преодолевается в
2009 г. при темпах прироста ВВП на уровне 6,2% (прогноз Правительства
Российской Федерации) - в 2010 г., при темпах прироста ВВП на уровне 8%
(возможное ускоренное развитие экономики страны) - в 2008 г.
Таким образом, при успешном выполнении намечаемых планов социаль-
но-экономического развития страны ближайшие сроки достижения эмиссии
СО2 уровня 1990 г. могут находиться в пределах 2008-2010 гг.
11.	Киотский протокол. Этические аспекты. Не выдерживает критики
возможное этическое обвинение в адрес России, бытующее в некоторых
странах, будто бы Российская Федерация, не ратифицирующая Киотский
протокол, не вносит вклад в решение проблемы глобального потепления.
Значительно сократив свои выбросы в 1990-1998 гг., Россия компенсирова-
ла почти 40% прироста выбросов СО2 другими странами за период
1990-2001 гг.
Россия также осуществляет добычу и поставки другим странам мира зна-
чительных объемов природного газа (энергоресурса с низким уровнем кар-
боноемкости) без зачета в пользу России полученных таким образом гло-
бальных сокращений выбросов СО2.
Выход России из Протокола (в случае его ратификации) после заверше-
ния его первой фазы и особенно в случае, если Россия действительно смо-
жет что-то “заработать” на использовании его механизмов, явится предель-
но неэтичным актом в международных отношениях. Россия будет подверже-
на (и в этом случае заслуженно) жесткой критике на всех международных
форумах. Кроме того, она может быть подвергнута также штрафным санк-
циям.
12.	Дискриминационный характер Киотского протокола. Киотский про-
токол имеет по отношению к России дискриминационный характер:
-	при подготовке Протокола не учтен температурный режим России,
самой холодной страны в мире;
-	в счет России не засчитывается общий объем лесных массивов как
фактора, поглощающего СО2 (в отличие от ряда других стран);
-	при продаже Россией природного газа в его стоимость не включается
передача Россией другим странам квот на выброс СО2;
-	проектные механизмы Киотского протокола дают преимущества раз-
вевающимся странам в ущерб России.
256
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
I.	Киотский протокол не имеет научного обоснования.
2.	Киотский протокол неэффективен для достижения целей Рамочной
конвенции ООН об изменении климата, для выполнения которых он и соз-
давался (основная цель - стабилизация концентраций парниковых газов в
атмосфере на таком уровне, который не допускал бы опасного антропоген-
ного воздействия на климатическую систему).
3.	Потепление климата в России - самой холодной стране мира - имеет
ряд серьезных положительных эффектов (отопление, транспорт, сельское
хозяйство, увеличение биомассы и др.). Следует иметь в виду и возможные
негативные эффекты (для зон вечной мерзлоты, в том числе потери проч-
ности сооружений). Необходимо провести комплексные расчеты возмож-
ных последствий изменения климата для экономики и социальной сферы
России.
4.	При предполагаемом удвоении ВВП за 10 лет следует признать нали-
чие серьезных экономических рисков в рамках Киотского протокола даже в
его первой фазе. В дальнейшем же экономические потери для России будут
увеличиваться. Выход России из Протокола по прошествии некоторого вре-
мени будет сопряжен с тяжелыми юридическими и имиджевыми последстви-
ями.
5.	Ратификация Протокола в условиях наличия устойчивой связи между
эмиссией СО2 и экономическим ростом, базирующемся на углеродном топ-
ливе, означает существенное юридическое ограничение темпов роста рос-
сийского ВВП.
6.	Обсуждение на семинаре поставило вопрос о необходимости сущест-
венного расширения климатических исследований. Необходимо осуществ-
ление комплексной межведомственной программы исследований изменения
климата и их влияния на экономическую и социальную сферу России.
7.	В ходе работы Совета-семинара выявились серьезные экологические,
экономические и социальные проблемы, связанные с изменением климата.
Это требует привлечения к данной проблеме внимания не только научных
организаций, но и органов законодательной и исполнительной власти
России.
8.	Целесообразно продолжить работу совета-семинара РАН.
ПИСЬМО ПРЕЗИДЕНТА РАН
АКАДЕМИКА Ю.С. ОСИПОВА
ПРЕЗИДЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
В.В. ПУТИНУ
Президенту
Российской Федерации
В.В. Путину
17.05.2004 № 1-13100-2110.1/138
О позиции Российской академии наук
по проблеме Киотского протокола
Во исполнение поручения Президента РФ
от 16.03.2004 г. № Пр-432 и Правительства Российской
Федерации от 15 апреля 2004 г. № АЖ-П9-2727
Уважаемый Владимир Владимирович!
В соответствии с поручением Президента Российской Федерации
В.В. Путина и Правительства РФ Российская академия наук провела анализ
и выполнила расчеты последствий ратификации Россией Киотского прото-
кола и возможностей предотвращения изменения климата. Этот анализ про-
водился в рамках междисциплинарного Совета-семинара РАН “Возможно-
сти предотвращения изменения климата и его негативных последствий.
Проблема Киотского протокола”. В работе Совета-семинара участвовало
26 ведущих ученых РАН, за время работы Совета-семинара было проведе-
но 8 заседаний, заслушано 19 докладов, затрагивающих различные аспекты
данной проблемы.
В соответствии с итогами обсуждения излагаю позицию Российской ака-
демии наук по указанной проблеме:
1.	Киотский протокол не имеет научного обоснования.
2.	Киотский протокол неэффективен для достижения окончательной
цели Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК) как она из-
ложена в статье 2 (Основная цель - “стабилизация концентраций парнико-
вых газов в атмосфере на таком уровне, который не допускал бы опасного
антропогенного воздействия на климатическую систему”).
3.	При предполагаемом удвоении ВВП в течение 10 лет следует признать
наличие серьезных экономических рисков в рамках Киотского протокола
даже в его первой фазе. В дальнейшем при ратификации Россией Протоко-
ла ее экономические потери будут увеличиваться. Выход России из Прото-
кола (в случае его ратификации) может вызвать тяжелые юридические и
имиджевые последствия.
258
4.	Ратификация Протокола в условиях наличия устойчивой связи между
эмиссией СО2 и экономическим ростом, базирующемся на углеродном
топливе, означает существенное юридическое ограничение темпов роста
российского ВВП.
5.	В ходе работы Совета-семинара выявились серьезные экологические,
экономические и социальные проблемы, связанные с изменением климата.
Это требует привлечения к данной проблеме внимания научных организа-
ций России, а также законодательной и исполнительной власти. Необходи-
ма организация и осуществление комплексной межведомственной програм-
мы исследований изменения климата и их воздействия на экономическую
и социальную сферу России.
Президент
Российской академии наук
академик