Атмосфера регулює температуру на поверхні Землі.
Сонячне тепло передається переважно через високочастотний діапазон видимого випромінювання. Це випромінювання проходить крізь атмосферу, практично не нагріваючи її, після чого досягає поверхні планети. Розігріта Сонцем земна поверхня тут-таки віддає назад частку отриманої енергії у вигляді низькочастотних інфрачервоних хвиль. Інфрачервоні промені можуть легко протинати атмосферу і повертатися назад у космос, одначе такі гази як СО2, водяна пара та метан поглинають низькочастотне випромінювання, вертаючи назад відбите від поверхні тепло. Таким чином перераховані гази діють наче ковдра, що захищає Землю від переохолодження.
Поглинання інфрачервоного випромінювання певними газами, що знаходяться в атмосфері, називається парниковим ефектом. Даний ефект є надзвичайно важливим для всього живого на Землі. Без парникових газів денна температура біля поверхні нашої планети сягала б +82 °C (частка інфрачервоного світла, що йде від Сонця, також діставалася б поверхні). Вночі температура опускалася б до -140 °C. Середня температура Землі дорівнювала б -17 °C замість нинішніх +15 °C. Маса льоду та снігу безперервно зростала б, відбиваючи щораз більше теплових променів назад у космос, ще більше понижуючи температуру поверхні, роблячи планету абсолютно непридатною для життя. Без парникового ефекту людської цивілізації просто не існувало б.
А проте парниковий ефект — це також і проблема. Постійне нарощення промислових потужностей, бездумне господарювання та використання викопних горючих палив підвищують концентрацію в повітрі вуглекислого газу та метану (який є супутнім продуктом сільського господарства: рис, худоба, вівці), таким чином посилюючи цей ефект. У результаті температура нижніх шарів атмосфери зростає непропорційно сонячній енергії, що дістається до Землі від Сонця. Вперше на це звернули увагу після публікації Е. Фрііс-Крістенсена та К. Лассена, двох данських учених, в журналі «Science» 1991-го року. У статті обґрунтовується твердження, що між середньорічною температурою поверхні землі та сонячною активністю існує чітка закономірність. Дві криві, що зображають коливання температури Землі за багато-багато років та сонячної радіації, практично накладалися одна на одну. Втім, на графіку в «Science» обидві криві обриваються на 1970-му році, оскільки… далі лінії розбігаються — крива, що відповідає температурі Землі, плавно, але неухильно тягнеться вгору. Серед науковців миттєво здійнялося чимало суперечок стосовно того, чим зумовлене таке неочікуване зростання температури: якимись природними процесами чи виключно діяльністю людини. Дискусії тривають і досі, але загальний висновок такий: за останні п’ятдесят-сто років щось змінилося на Землі, через що температура її поверхні самовільно зростає, і можна з великою певністю стверджувати, що всі сучасні та майбутні зміни клімату будуть викликані не тільки сонячною активністю.
Вам поки що, мабуть, невтямки, до чого тут історія про Сонце, Землю і парникові гази. Для того, щоб усе пояснити, я розкажу вам три історії, які зовсім не стосуються острова Пасхи, а тому, на перший погляд, нібито випадають із загальної оповіді.
Перша історія — про полярних ведмедів.
2003 року в пресі проскочила інформація про неприємну знахідку: група відомих екологів у Північному Льодовитому океані натрапила на мертву тушу білого ведмедя, який загинув через те, що не зміг доплисти до суші. Традиційно полярні ведмеді полюють на тюленів із плавучих крижин, забираючись досить далеко від берега. Через швидке танення льодів, яке, як стверджують науковці, спричинене глобальним потеплінням, арктичні велетні часто опиняються відрізаними від материка величезними ополонками. Вони у відчаї блукають кригою, поки під ними не зникне остання крижина, після чого нещасні тварини змушені гребти навмання до повного виснаження. За словами екологів це був перший, але, вочевидь, далеко не останній такий випадок за всю історію досліджень арктичної фауни.
Знаєте, я дуже скептично ставлюся до лементливих статей, які закликають кидати всі справи і мерщій рятувати світ, тому, почувши про загибель білого ведмедя, спочатку лиш усміхнувся. Погодьтесь, сам факт знахідки мертвого ведмедя посеред Льодовитого океану нічого ще не доводить. Цілком можливо, що клишоногий помер власною смертю або через будь-яку іншу причину, а екологи лиш спекулюють даним фактом, аби привернути до себе увагу і отримати нові гранти на дослідження.
Окремі розділи цієї книги дописувалися на острові Санта-Катаріна на південному сході Бразилії, у містечку з чудернацькою грецькою назвою Флоріануполіс. Океанський клімат давався взнаки: незважаючи на розпал літа, іноді небо над островом затягували кошлаті хмари, і цілий день періщив холодний дощ. Доводилося безвилазно сидіти у хостелі. Аби хоч якось розважитись, я переглядав телевізор, аж раптом випадково натрапив на канал «National Geographic», по якому показували… білого ведмедя, що відчайдушно борсається у водах безмежного океану за сотні миль від суші! Я слідкував за бідолашною твариною, затамувавши подих. Знімальна група не втручалася в ситуацію, лишаючись безмовним спостерігачем, тож розв’язка не забарилася: грізний хижак, що колись наводив жах на все живе на льодяних торосах, безславно втонув.
Передача продовжувалася… На екрані з’явився інший полярний ведмідь, цього разу на суходолі. Через відсутність криги він більше не міг забиратися далеко в море і полювати на тюленів, свій основний харч. На заміну гола тундра не могла запропонувати нічого. Вкрай виснажений від голоду, доведений до відчаю ведмідь відважився на небувалий крок: напасти на тварину, до якої за нормальних умов ведмеді воліють не наближатись, — морського моржа. Втім, ведмежі кігті виявилися безсилими перед товстою шкурою ластоногого. Крім того, моржі, згуртувавшись, змогли дати ведмедю бій і навіть поранити його своїми масивними іклами. Охлялий і принижений хижак з останніх сил відповз до найближчих скель зализувати рани. Незабаром він помре. Втім, помре не від ран, а від голоду…[60]
А тепер облиште Арктику і перенесіться думками в тепліші місця, наприклад, до Маямі на березі Атлантичного океану чи в Новий Орлеан, що омивається молочно-теплими водами Мексиканської затоки. Послухайте другу історію про… урагани.
Колись давно, у ті часи, коли я ще займався програмуванням та 3D-моделюванням, мені довелося писати програму, яка за певними вихідними даними моделює повітряні потоки у циклоні. Наукове вивчення ураганів бере свій початок у 70-х роках XX століття. Займатися руйнівними циклонами почали в Японії та США, де ці природні явища трапляються найчастіше, нерідко залишаючи по собі жахливі спустошення. Зусилля дослідників були спрямовані головним чином на пошук відповіді на це питання: чи можливо вплинути на ураган, змінити його силу або напрямок руху, чи можливо взагалі знищити руйнівний буревій? У результаті було експериментально доведено, що подіяти на повністю сформований ураган — затія абсолютно марна й нездійсненна, не існує жодної можливості погасити таку колосальну енергію. З іншого боку, вчені помітили, що тільки 10 % новоутворених циклонів досягають стадії зрілих ураганів. Це означає, що в природі існує цілий ряд чинників, які не дають ураганам сповна розвинутися. В Інституті передових ідей NASA почалися розробки комп’ютерних програм для обробки зібраних даних та моделювання поведінки ураганів з метою оцінки факторів, які впливають на їх зародження та розвиток. Як виявилось, основною живильною силою циклонів є енергія, що виділяється при конденсації водяної пари у висхідних потоках повітря, а для виникнення повносилого урагану необхідне здійснення декількох умов, основною з яких є потрапляння новонародженого циклону в зону з теплою водою. Коли температура повітря над поверхнею води менша за 27 °C, ураган ніколи не набере сили. Моделювання також показало: якщо охолодити океанську воду під епіцентром урагану хоча б на 2 °C, буревій затихне сам по собі, не маючи під собою теплої води. А проте… останніми роками температура південних морів неухильно зростає. Як наслідок, маємо різке збільшення кількості ураганів, котрі щороку накочуються на узбережжя США та Японії (згадайте хоча б Флойд, який у 1990-му зібрав численні жертви з узбережжя Флориди, та сумнозвісну Катрину, котра рознесла на друзки Новий Орлеан).
За всю історію метеорологічних спостережень у південній Атлантиці не було зафіксовано жодного урагану (у даному регіоні циклони формуються виключно у Північній півкулі). Так було до 2004 року. 28 березня 2004 року перший атлантичний циклон, який сформувався на південь від екватора, вдарив по узбережжю Бразилії. Сила вітру досягала 40 м/с (144 км/год.). На сьогодні між ученими ще точаться суперечки, чи був пов’язаний цей ураган з глобальним потеплінням і кліматичними змінами, щоправда, окремі науковці задовго до 2004 перестерігали про можливе поширення ураганів на Південну Атлантику.
Третя і остання історія буде зовсім короткою і повідає вам про лісові пожежі.
У грудні 2009-го я подорожував Бразилією. На півночі національного парку Чапада дос Гуймараньєс (Chapada dos Guimarães) натрапив на страхітливе згарище, що лишилося від пожежі, яка прокотилася тут десять років тому, у 1998-му. Місцеві жителі розказували, що за рік до того, у 1997-му, подібна засуха спричинила спустошливі пожежі в Індонезії. Що ж такого незвичного в цих лісових полум’ях, спитаєте ви? Фактично, нічого, за винятком одного нюансу: і в Індонезії, і у Бразилії горіли тропічні ліси, причому горіли, певно, вперше, за всю історію планети, оскільки зазвичай тропічні хащі є надто вологими для того, аби зайнятися…
Вам не здається, що щось не те з цією планетою?
У грудні 2009 року в Копенгагені відбулася кліматична конференція ООН. На порядку денному стояло питання про глобальне потепління, а також пошук шляхів як з ним боротися. На кліматичний саміт покладали чимало надій, через те що у 2012-му закінчується дія Кіотського протоколу, який до цього часу регулював промислові викиди найбільш розвинутих країн. Однак учасники збіговиська так і не знайшли спільної мови, в результаті конференція стала для всіх тотальним розчаруванням. Представники країн, що розвиваються, рішуче виступили проти запропонованого проекту угоди, що мала прийти на зміну Кіотському протоколу.
Не знаю, що ви там собі думаєте, але на ділі в Копенгагені обговорювалося що завгодно, але тільки не проблеми клімату. Насправді йшлося лиш про переділ природних багатств між багатими та бідними країнами. Річ у тому, що на даний момент найбагатші 20 % людської цивілізації споживають приблизно 80 % природних ресурсів. Іншим 80 % населення планети доводиться задовільнятися рештою 20 % натуральних багатств. Цебто, багаті люди в США, Канаді, Австралії, Євросоюзі споживають приблизно в 16 разів більше ресурсів, аніж бідняки Індії, Китаю та Африки. Втім, останнім часом ситуація почала мінятися. Ще півстоліття тому для середньостатистичного китайця нечуваним багатством вважався новий велосипед. Десять років тому всі китайці пересіли на мопеди. За останні кілька років більшість китайських менеджерів середньої ланки розжилися на власне авто. Те саме можна сказати про Індію та деякі африканські країни.
Зрозуміло, ніхто не має права забороняти бідним країнам розвиватися, ніхто не може позбавити їх прагнення жити комфортно й заможно, от тільки… тут виникає одна проблема. Вона полягає в тому, що в той же час ніхто й ніколи не зможе примусити американців, канадців, німців чи, скажімо, британців відмовитися від розкоші. Уявіть, що буде, коли Китай, Індія, африканські країни почнуть споживати стільки ж ресурсів, скільки нині споживає західний світ… Нам потрібно буде ще чотири — п’ять планет Земля тільки для того, щоби прогодуватися…
Розв’язати цю дилему дуже важко. Китай та Індія, інші азіатські та африканські країни, що розвиваються, не припинять свого поступу, адже їхнє населення, як і всі інші люди на Землі, заслуговує на нормальне життя. Водночас не варто сподіватись на те, що США чи Євросоюз погодяться на зменшення об’ємів індустріального виробництва для того, аби втримувати промислові викиди на прийнятному рівні. Через це в першу чергу страждатиме планета, а отже, і ми, люди, які є невід’ємною частиною екосистеми.