6.Техногенное увеличение концентрации углекислого газа и аэрозолей и его последствия.

Вследствие деятельности человека в атмосферу поступают: углекислый (СО₂) и угарный (СО) газы, диоксид серы (SO₂), метан (СН₄), оксиды азота (NO₂, NO, N₂O). Увеличение концентрации этих газов дает радиационное повышение температуры атмосферы.

С другой стороны, выбрасываемый в атмосферу естественный (извержения вулканов) и антропогенный (выбросы хозяйственной деятельности) аэрозоль способствует понижению температуры атмосферы. Однако отдельные вулканические извержения не имеют долговременного действия, но антропогенный аэрозоль, который в индустриальную эпоху выбрасывается постоянно, увеличивает концентрацию аэрозоля и главным образом SO₂ особенно в средних широтах Северного полушария.

Радиационные воздействия вносят различный вклад в изменение климата, приводящий в итоге либо к потеплению, либо к похолоданию. Причем пространственный масштаб этого вклада различный: если изменение притока солнечной радиации или увеличение концентрации углекислого газа действуют глобально, то антропогенные выбросы аэрозоля первоначально имеют локальное распространение и действуют локально. Для того чтобы представить себе, что же будет с климатом в дальнейшем, важно оценить величину выброса этих газов в атмосферу. Величина выброса СО₂ в атмосферу зависит от сжигания ископаемого топлива (нефти, газа, угля) и, с высокой степенью вероятности, будет определять рост концентрации СО₂ в атмосфере в XXI столетии.

Выброс в атмосферу парниковых газов и аэрозолей зависит от развития человечества в XXI в., который в свою очередь будет определяться демографическими, экономическими и технологическими факторами. Естественно, что точного прогноза такого развития нет. Поэтому Межправительственная группа экспертов по изменениям климата разработала различные сценарии выбросов, общее число которых равно сорока. В соответствии с некоторыми из этих сценариев концентрация СО₂ в атмосфере к 2100 г. может достичь 540 -970 млн^-1, т.е. ее концентрация будет на 90 -250% больше, чем в доиндустриальное время.

Рост концентрации других парниковых газов также зависит от конкретного сценария. Так, к 2100 г. концентрация СН₄ может измениться от -190 до 1970 млрд^-1, N₂O - от 38 до 144 млрд^-1 и тропосферного озона от - 1 2 до 62% по отношению к их концентрациям в 2000 г. В некоторых сценариях концентрация озона в северном полушарии может достичь предельно допустимого для жизни человека уровня. Доля СО₂ в суммарном радиационном воздействии в течение всего XXI столетия будет возрастать от половины до двух третей.

Чтобы оценить возможные антропогенные изменения климата, необходимо иметь количественную теорию климата. В качестве такой теории в настоящее время созданы математические модели климата различной сложности, основывающиеся на физических законах, выраженных дифференциальными уравнениями в частных производных. Современные глобальные климатические модели (ГКМ) состоят из взаимодействующих друг с другом моделей атмосферы, океана, верхних слоев суши, криосферы и биосферы.

По расчетам разных ГКМ для набора сценариев Межправительственной группы экспертов по изменениям климата средняя глобальная температура в течение 1990-2100 г. может повыситься на 1,5-5,8°С. Такое потепление не встречалось в течение последних десяти тысяч лет. Разброс значений связан с использованием широкого набора сценариев, в том числе и «экстремальных». При таком росте температуры над земным шаром над сушей потепление будет еще большим и, особенно, в высоких широтах в холодное время года.

Количество осадков, вероятно, увеличится во внетропических широтах северного полушария и в Антарктиде зимой. В низких широтах возможны как усиление, так и ослабление осадков - в зависимости от сценариев выбросов. Ожидается дальнейшее сокращение снежного и ледяного покрова в северном полушарии. Ледники, за исключением ледяных щитов Гренландии и Антарктиды, в XXI в. будут отступать.

Наконец, принятые сценарии показывают, что в течение 1990 - 2100 гг. ожидается повышение среднего уровня Мирового океана на 14-80 см (в среднем на 47 см), что в 2 - 4 раза превосходит прирост уровня в XX столетии. Социальные последствия потепления климата сейчас трудно прогнозировать, поскольку прогнозы регионального изменения климата в настоящее время не разработаны. Это одна из наиболее актуальных задач современной климатологии.