Почему изменение климата - проблема глобальной важности, а решать ее может, должна и будет Россия?
Человек уже давно влияет на климат. Уничтожена целая природная зона планеты. Все степи и прерии распаханы. В Африке ежегодно сжигать все саванны стало "культурной традицией". Есть и положительный опыт, у россиян он самый большой. В прошлом громадная территория от Молдавии до Алтая и от юга Тульской области до Кавказа была зоной суховеев, а зимой здесь ветра сдували снег с полей в овраги. За несколько послевоенных лет эта почти безлесая территория была превращена в плодородную саванну - климат стал мягче, суховеи исчезли. Власть поверила ученым, и сегодня эта территория стала главной мировой житницей.
Наша атмосфера прозрачна для видимого солнечного света, и он, проходя ее без потерь, нагревает поверхность Земли. От нее нагревается приземный воздух, и стремится подняться. Взамен где-то холодный воздух опускается, начинается конвекция, поднимается ветер. Если поверхность - это вода или растительность, то часть энергии солнца тратится на испарение воды. Растворимость воды в воздухе сильно зависит от температуры. При температуре 20 градусов в кубометре воздуха можно растворить 20 грамм воды, а при минус 20 - только 1,7 грамма. Когда влажный воздух остывает, невидимый водяной пар превращается в капли и снежинки, появляются облака. Мощность этой климатической машины в первую очередь зависит от альбедо Земли. Это какую часть энергии Солнца Земля отражает. Лес и вода темные, они поглощают до 90% энергии. Поля и пустыни белесые, они поглощают меньше, а те же поля, покрытые белым снегом, и белые облака отражают в космос до 90% энергии. Нагретые солнцем поверхность и воздух начинают сами излучать невидимые инфракрасные волны. Главные газы атмосферы - азот и кислород, их не задерживают, а вот содержащиеся в малом количестве вода, СО2 и метан задерживают очень сильно. Из-за этих парниковых газов тепло не уходит в космос, а нагревает атмосферу.
Первым рассчитать параметры глобального климата смог советский климатолог М.И. Будыко. Он показал, что если покрыть всю Землю льдом и снегом, альбедо планеты увеличится с 32% до 80%, и средняя температура воздуха на планете снизится с сегодняшних 15 градусов до минус 60 градусов. При таких температурах водяного пара в атмосфере практически не останется и из-за исчезновения парникового эффекта температура еще больше снизится - до минус 87 градусов. С тех пор появились сложные модели атмосферы, но эти оценки не изменились.
Советские ученые правильно рассчитали, как лесополосы повлияют на климат степей - в результате накормили страну. А миллионы фермеров на западе США поверили своим климатологам, которые утверждали, что "дожди идут за плугом", и, несмотря на засуху, пахали и сеяли, и до последнего держались за свою землю. И в итоге умерли от голода. В начале 1970-х годов было опубликовано 20 прогнозов изменения климата, и все предсказывали, что похолодание продолжится. За последние полмиллиона лет было 4 долгих ледниковья, разделенных теплыми короткими межледниковьями. Земля уже 10 тысяч лет пребывает в таком межледниковье, и ей уже пора скатываться в новое оледенение. Климатологи обсуждали эту опасность и пугали народ холодом и угасанием земледелия.
Революция случилась в 1972 г. в Ленинграде, когда на конгрессе климатологов Будыко сообщил, что из-за антропогенной эмиссии и роста СО2 в атмосфере в ближайшее время начнется глобальное потепление. Западные климатологи встретили это с негодованием, человек не может менять климат.
ХХ век был пыльным и дымным, пожары войны, сотни ядерных взрывов в атмосфере, стратосферная авиация. Миллионы дымящих труб выбрасывали соединения серы в атмосферу. Сернокислотные дожди разрушали леса и памятники. Планета была в белесой дымке, которая охлаждала климат, но постепенно концентрация СО2 повышалась, и Будыко правильно рассчитал, когда связанное с этим парниковое потепление превысит похолодание. Он показал, что из-за небольшого роста СО2 станет немного теплее, из-за этого в атмосфере станет больше отепляющего водяного пара - еще теплее. Из-за этого на севере становится короче зима, меньше белого снега и льда, в итоге - заметное потепление. Тогда же он опубликовал свои прогнозные графики роста температур и ледовитости северных морей на сто лет вперед.
Прогноз на 50 лет
После этого, действительно, началось потепление, и это со временем признали все климатологи. Появились компьютеры, и климат начали рассчитывать с помощью сложных моделей. С тех пор возникло множество, казалось бы, более точных прогнозов. Но недавно американские ученые собрали все 102 прогноза и сравнили с реальными графиками. И увидели, что с реальной картиной совпадает только прогноз, сделанный в СССР. Будыко - единственный, кто сумел дать точный прогноз на 50 лет.
Будыко - отец глобального потепления, самый титулованный климатолог. Его прогноз - научный базис западной климатической гегемонии.
Потепление - это только часть прогноза Будыко, а вторая часть сегодня под большим запретом. Запад всех пугает, что из-за роста СО2 мы скоро все умрем, а Будыко предсказал, что из-за этого климат на всей планете станет комфортным и теплым на всех широтах. В пустынях станет больше дождей, повсеместно начнут собирать небывалые урожаи.
Представьте конец 1980-х. Острейшее противостояние Запада и СССР. Весь мир следит за борьбой двух идеологий. В то время закладывался "научный" базис Западной климатической гегемонии. На Западе предсказывали, что из-за потепления участятся засухи, и голодать будут даже в США. И в это же время в журнале New Scientist выходит статья с заголовком: "Советский климатолог предсказывает парниковый рай". СССР предложил бесплатно надежду всему миру. В итоге нет СССР, и о Будыко стараются не вспоминать.
Мы уже прошли больше трети по пути потепления. В Европе уже сожгли всю свою нефть, и в США ее осталось лишь на несколько лет. Содержание СО2 в атмосфере уже повысилось в полтора раза, и глобальная температура поднялась на 1,5 градуса. Можно подвести промежуточные итоги.
Пугающих кадров о стихийных бедствиях на телевидении с каждым годом все больше, но обратимся к сухим фактам. Климат на людей в первую очередь влияет через урожаи зерновых. Это главная пища. Наводнения, ураганы, град, заморозки, и особенно засуха снижают урожай, из-за этого голод и гибель часто миллионов. Если урожаи высокие, значит, погода была хорошая, все довольны. А гибель урожая - стихийное бедствие. На Западе обещали засуху, а Будыко - небывалые урожаи.
Данные по большинству стран об урожайности зерновых есть от 1961-го по 2021 год. Это время наиболее быстрого роста СО2. Громче всех, что мы все умрем, говорят в США и Европе. Смотрим. В США урожайность была 25,2 центнера с гектара, стала - 82,7, в Германии было 24,2, стало 70; в Испании 10,8 - 42,3. И на других континентах схоже: Бразилия 12,5 - 44,8; Индия 9,5 - 34,8; Австралия 14,7 - 41,5; ЮАР 11 - 38,4. В среднем по миру было 11,7 - стало 41,5 - рост в 2,83 раза. А во многих странах с засушливым климатом увеличение урожайности в 5 и более раз. Причем график роста урожайности повторяет график роста СО2. Оба растут с ускорением. Чтобы понять, как и в какой мере СО2 будет влиять на урожаи, надо знать факты, лежащие в основе учения Будыко.
При образовании Земли на поверхности остались легкая вода океана и газы атмосферы. На ¾ это был азот, остальное содержащие углерод СО2 и метан. Часть этих газов была растворена в океане, между ним и атмосферой все время идет газообмен. Кислорода в той атмосфере не было, он весь был связан с водородом в воде и в минералах.
Жизнь появилась в океане, и со временем организмы научились с помощью энергии солнечного света разрывать молекулы СО2 и воды, и из атомов углерода и водорода создавать сложные молекулы. Кислород был побочным продуктом и уходил в океан и атмосферу, где он быстро окислил весь метан. С появлением кислорода появились организмы, которые начали поедать богатую энергией органику, вновь превращая ее в СО2. Начался биокруговорот. Но при этом продолжался и геологический круговорот. Где-то суша воздымалась, реки пропиливали в горных породах долины, а песок и ил уносили в понижения, туда, где земная кора проседала. Здесь накапливались мощные осадочные толщи. Вместе с песком и илом в недра опускались и не успевшие разложиться остатки органики, иногда это были целые пласты. Так углерод из атмосферы уходил и уходит в недра планеты. Из-за этого в атмосфере СО2 снижается, а кислород накапливается. Из-за столкновения континентов осадочные толщи часто вновь воздымались и разрушались. Древняя органика оказывалась на поверхности, окислялась, и углерод возвращался в атмосферу. Понемногу СО2 в атмосферу возвращают и вулканы, но в целом на протяжении всей эволюции шло изъятие СО2 из атмосферы, и содержание СО2 упало в 1000 раз. Углерод ушел в недра, образовав залежи угля, нефти и газа.
Когда первые растения вышли на сушу, СО2 в атмосфере было еще много, и чтобы захватить одну молекулу СО2, расходовался лишь десяток молекул воды. Ведра воды хватало, чтобы получить килограмм биомассы. А ведро воды на квадратный метр - это всего 10 мм осадков. Это как в самых сухих пустынях. Сухие территории на земле были всегда. Но раньше это были не пустыни, достаточно было один раз в год промочить дождем почву, и этого хватало, чтобы эти территории весь год были покрыты сомкнутой зеленой растительностью.
В засушливых регионах растения тратят большую часть углерода не на листья и семена, а на добычу воды - на корни. Даже во влажных местах в полдень, когда испарение сильное, многие растения голодают.
По мере снижения концентрации СО2 охлаждался климат. 35 млн лет назад появились ледники в горах Антарктиды. Климат здесь стал холоднее, из-за каскада положительных связей в итоге все покрылось ледниковой шапкой. Но в северном полушарии еще было тепло. На севере Сибири росли широколиственные леса.
Пока воды всем хватало, растения конкурировали за свет. Поэтому растения много углерода тратили на стволы и ветви, чтобы подняться повыше. А чтобы не быть съеденными, тратили ресурсы на шипы, яды, горечь. Но 20 млн лет назад содержание СО2 снизилось настолько, что вода стала дефицитным ресурсом, и тогда появилось новое, самое молодое семейство растений - злаки. Это вершина эволюции растений. Пшеница, рис, кукуруза, сорго, сахарный тростник... это злаки. Домашних животных мы кормим злаками. Многолетние злаки - главные растения пастбищ. Злаки отказались от дорогого многолетнего ствола, зато обзавелись густой корневой системой. Например, у одного растения ржи суммарная длина всех корней 600 км. Злаки сэкономили на защите, у них мощный фотосинтез и они быстро растут. Только злаки выдерживают многократное скашивание, чем чаще косишь газон, тем он гуще. Но из-за этого им требуется обильное минеральное питание, и его обеспечивают крупные травоядные. В их теплых желудках злаки за день превращаются в удобрения и возвращаются в почву. Пастбищные экосистемы - рекордсмены по скорости биокруговорота и в норме должны быть предельно насыщены животными, чтобы все, что выросло, быстро превращалось в удобрения. Такие экосистемы очень агрессивны. Слоны, мамонты валили и объедали деревья, копытные обгладывали кору и выедали подрост деревьев. Эти молодые экосистемы, вытесняя леса, вскоре захватили весь мир. И в Гренландии, и на Севере Сибири были саванны. При этом они сами изменяли климат. Чтобы не перегреваться и меньше испарять, листья злаков стали значительно светлее, чем листья деревьев. Из-за этого вся планета стала светлее и... холоднее.
В теплых широтах органики (углерода) в почве мало, все быстро сгнивает. А на севере содержание органики на порядок выше. В российских лесах содержание углерода обычно 5 кг на квадратный метр. А в наших черноземах - до 100 кг. Сегодня суммарное содержание углерода в почвах земли 1500 Гт. В три раза больше, чем во всех лесах планеты. 30 лет назад многие западные климатологи об этом не знали и в своих моделях не учитывали.
Шапка для Сибири
Когда появились светлые саванны, похолодало, и почвы саванн севера начали накапливать углерод. Содержание СО2 в атмосфере из-за этого снижалось, становилось еще холоднее, еще больше белого снега... В результате Гренландия и Арктические острова покрылись белыми ледяными шапками, и моря побелели. В итоге появилась мерзлота. Но пастбищные экосистемы не погибли. Многие злаки хорошо растут в арктическом климате, главное, чтобы почвы были унавожены.
Западные климатологи представляли, что мамонтовые степи Сибири были похожи на полярные пустыни, и в своих моделях цикла углерода принимали, что в среднем содержание углерода в них было 50 грамм на квадратный метр. Но здесь не надо ничего сочинять. Эти почвы до сих пор сохранились в мерзлоте Сибири и Аляски. В них много свежих корешков трав, спящих микробов, костей животных, и везде содержание углерода в них не меньше 50 кг на квадратный метр. Климатологи ошиблись в тысячи раз. Во многих регионах мамонтовой степи в прошлом незаметно накапливалась пыль. Доли миллиметра пыли в год, но за многие тысячи лет накопились многометровые толщи мерзлых почв. Сегодня в этих почвах (в мерзлоте) углерода 1600 Гт. И весь он был перекачан сюда из атмосферы. В результате 18 000 лет назад на пике последнего оледенения концентрация СО2 в атмосфере стала меньше 0,02%. Даже в Париже появилась мерзлота. В это время от жажды и голода на планете погибло большинство деревьев. Их было в 10 раз меньше чем сегодня. И даже злаки голодали. По плотности костей и скелетов в мерзлоте удалось рассчитать массу животных на пастбищах севера Сибири. 30-50 тыс. лет назад было холоднее, чем сегодня. Тем не менее, здесь на каждом квадратном километре пастбищ в среднем обитало: 5 взрослых бизонов, 7 лошадей, 15 оленей, 1 мамонт, плюс молодняк и более редкие овцебыки, носороги, антилопы, львы, волки, росомахи. А в почвах, накопленных на пике оледенения, плотность костей снизилась на порядок.
Сегодня Гольфстрим несет теплую воду на север. Там она, нагревая атмосферу, остывает, становится тяжелой и опускается на дно океана. Во время оледенения океан был сильно стратифицирован. Красное море из-за сильного испарения очень соленое, оно пресную воду с дождями возвращало на поверхность океана, а свою очень тяжелую воду сливало на дно океана. Поэтому поверхностные воды океана были легкими, их соленость была на 4 промилле меньше, чем в глубинах океанов. Поэтому тепловой конвейер не работал. Но за долгое ледниковье вода на дне океана нагрелась теплом из недр, стала легче, и 15 тыс. лет назад в океане вновь началась конвекция. Заработал Гольфстрим, стало теплее, мерзлота Европы и юга Сибири начала таять. Когда мамонтовые почвы оттаивают, просыпаются микробы и начинают есть древнюю органику, превращая ее в СО2 и метан. Из-за их парникового эффекта стало еще теплее... В результате вся мерзлота Европы растаяла и отдала атмосфере, лесам и океану 1000 Гт запасенного в ней углерода. Концентрация СО2 в атмосфере повысилась до 0,3%. Продуктивность растений на земле возросла.
Будыко предсказал небывалые урожаи по всей земле. Так и случилось. В засушливых районах приходилось выращивать растения, у которых почти все ресурсы уходили на корни, то сегодня дышать легче, и на тех же пашнях выживают новые сорта растений с большими колосьями и плодами. Из-за потепления климата высокоурожайные, но требовательные к теплу растения, например кукуруза, заменили холодоустойчивые, но низкоурожайные. Из-за потепления климата во многих районах стали собирать не один, а два урожая. Из-за роста СО2 и осадков меньше голодают и дикие растения. Спутниковый мониторинг показал, что площадь зеленых листьев (и фотосинтез) увеличилась на всех континентах. Раньше саранча сбивалась в громадные голодные стаи и уничтожала урожаи на сельхозполях. А сегодня саранча сытая. И потери от ее набегов повсеместно сократились в несколько раз. Леса горят то чаще, то реже, но пожары последних десятилетий в разы слабее пожаров начала века.
Будыко предсказал, что климат на всей планете станет более комфортным. В чем здесь эффект? Содержание водяного пара в атмосфере сильно зависит от температуры. В жарких тропиках его много, а на севере зимой его почти нет. Здесь очень холодно. Поэтому климат, управляемый водяным паром, контрастный, с "сильными сквозняками". А содержание СО2 и метана в атмосфере на юге и на севере, зимой и летом, днем и ночью меняется мало. В теплой атмосфере СО2 мало влияет на ее температуру. Здесь все определяет водяной пар. Перегреть атмосферу невозможно. Избыточный нагрев вызовет сильное испарение с океана и растительности. В результате появятся белые облака. Они увеличат альбедо и немедленно в разы снизят нагрев земли солнцем. СО2 в атмосфере существенно повышает температуру там, где и когда холодно. Из-за роста СО2 на севере становится теплее, зимы становятся мягче и короче, ночных заморозков меньше. И этот прогноз Будыко сбывается. В мире в среднем потеплело на 1,5 градуса, при этом на севере на 3-6 градусов. В России теплеет в 2,7 раза быстрее, чем в среднем по планете. А на юге местами (например, в Индии) вообще не потеплело. На планете потеплело, но лето жарче не стало. Стали короче холодные зимы. Климат меняется очень гуманно. Теплеет сильнее всего там, где потеплению особенно рады. Количество осадков на континентах из-за возросшего испарения с океана увеличивается, но из-за потепления увеличивается и испарение. Поэтому баланс тепла и влаги существенно не меняется, поэтому уровень, например, Каспия, существенно не меняется.
Люди чаще умирают во время погодных стрессов. Человек исходно, генетически - тропический вид, и даже эскимосы не разучились потеть всем телом. Поэтому во всех странах от холода умирают чаще, чем от жары. В Индии, например, в 7 раз. Летом во время полуденной жары в мире умирают тысячи, и об этом на телевидении много говорят, но мало говорят, что зимними ночами (а снег иногда выпадает даже в Сахаре) от холода на планете погибают миллионы. Зимние ночи стали теплее, поэтому в итоге глобальное потепление спасает жизни людей. Много россиян, в том числе и сибиряков, нашли работу в самых жарких странах Африки, и никто из них не погиб от жары. Так что за привычных к жаре африканцев переживать не стоит.
Прогнозы западных климатологов, на которые опирается климатическая гегемония, не сбываются. Вначале они предсказывали похолодание, а идет потепление. Потом - снижение урожаев, а они растут.
Глобалисты якобы для спасения природы предлагают уничтожить коров, отказаться от детей, питаться насекомыми. Это способ всех нас уморить. А снижение СО2 в атмосфере - это универсальный способ заставить голодать всю биосферу. Западная гегемония и их климатическая повестка рушатся.
Углерод самый главный и самый дефицитный элемент жизни. Многие миллионы лет недра планеты воровали углерод у биосферы. Человек - единственный биологический вид, который сумел возвращать украденное. Для устойчивых урожаев аграрии вносят удобрения на поля. Как писал еще К.Э. Циолковский, уголь и нефть - самые мощные удобрения. Превращая их в СО2, мы удобряем всю биосферу, причем если азот на поля надо вносить каждый год, то СО2 в атмосфере достаточно повысить один раз, а дальше этот углерод будет в круговороте. Когда урожай будет съеден, углерод опять вернется в атмосферу.
Кукурузное масло для Чингисхана
Тысячи лет злаки были энергетической основой цивилизации. Были империи пшеницы, кукурузы, риса, а империю Чингисхана кормили дикие многолетние злаки. Сегодня мы - цивилизация нефти. Но ее все меньше, и она будет все дороже. Как жить без нее? Нефть это тривиальная смесь углеводородов, и ее легко делать, например, из злаков - смешать кукурузное масло с пшеничным спиртом. А можно не смешивать, а сразу заливать их в баки тракторов и автомобилей, что уже давно делают в разных странах. За последние десятилетия СО2 в атмосфере прибавилось на 50%. А урожайность по миру увеличилась почти в 3 раза. Россия уже собирает 10 млн тонн зерна. Рост СО2 продолжится, лето станет длиннее, урожайность удвоится, и станет как сегодня в США - 82,7 центнера с гектара. И тогда с тех же площадей будем собирать 300 млн тонн. А если распахать залежи, то и 500. А это уже по массе как вся годовая нефтедобыча России. Так что без топлива страна не останется. Земли, которая вскоре попадет в зону земледелия, в России очень много.
Ускорить таяние мерзлоты несложно, но его можно и замедлить. Это возможно при реализации проекта "Плейстоценовый парк". В мире это самый обсуждаемый экологический проект. О нем много раз писала "РГ". На последнем климатическом саммите в Дубае организованный российским бизнесом павильон "Плейстоценовый парк" был самым посещаемым.
Суть проекта - возродить настоящую исконную природу - вернуть в Россию саванны. Заменить мхи на злаки, которые будут кормить богатую фауну. Многолетние эксперименты по возрождению пастбищных экосистем и математические модели показали, что эти экосистемы способны охладить мерзлоту на несколько градусов и остановить ее таяние. А еще эти экосистемы будут резервом протеинов и плодородных почв.
Изменение климата - проблема глобальной важности, и решать ее может, должна и будет Россия. Только у нашей страны достаточно знаний и ресурсов для этого. У нас лучшая школа климатологов. Наши недра и почвы - самые большие резервуары углерода. У России самая большая территория, на которой мы по своему желанию можем менять альбедо.
Западная климатическая повестка - это угрозы и страхи. А Россия обеспечит всех комфортным климатом, высокими урожаями и вернет в природу Земли главные консервативные ценности: плодородные злаковые поля и тучные стада.