5 фактов о парниковом эффекте, которые полезно знать в эпоху глобального потепления

Парниковый эффект — одна из тех тем, о которых все слышали. Большинство знает главное: выбросы CO₂ с заводов и от транспорта увеличивают температуру планеты. Но за этой упрощённой картиной скрывается кое-что неожиданное. Например, что без парникового эффекта Земля была бы покрыта льдом. И что главный парниковый газ — вовсе не углекислый. Ко Всемирному дню окружающей среды собрали пять самых интересных фактов о парниковом эффекте.

Парниковый эффект открыли почти 200 лет назад

Представьте обычную теплицу: стеклянные стены пропускают солнечный свет внутрь, он нагревает землю и растения, но стекло не даёт теплу уйти обратно. Атмосфера Земли работает точно так же. Солнечные лучи свободно проникают сквозь неё и нагревают поверхность планеты, а вот обратно в космос тепло уже не уходит так легко — его задерживают парниковые газы. Отсюда и название эффекта.

Первым механизм парникового эффекта описал французский математик Жозеф Фурье: свои предположения он начал высказывать в 1824 году, а к 1827 году подтвердил свою теорию доказательствами. В своём труде о температурах земного шара он объяснил, что солнечная энергия легко проникает сквозь атмосферу и нагревает поверхность Земли, а та, в свою очередь, поглощает это излучение и не может отдать тепло обратно в космос с той же лёгкостью.

Спустя три десятилетия ирландский физик Джон Тиндаль подтвердил это экспериментально. Он установил, что углекислый газ и водяной пар поглощают тепловое излучение, которое поверхность Земли пытается отдать обратно в космос, и возвращают его вниз, к поверхности, — это и есть физическая основа парникового эффекта.

Наконец, в 1896 году шведский физикохимик Сванте Аррениус опубликовал первую полноценную климатическую модель и впервые подсчитал, что будет с температурой на Земле, если концентрация CO₂ в атмосфере вырастет вдвое. Именно ему приписывают авторство самого термина.

В 1958 году американский учёный Чарльз Килинг начал непрерывно измерять концентрацию CO₂ в атмосфере на обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях. График, который он построил, — сегодня известный как «кривая Килинга», — стал самой длинной непрерывной инструментальной записью содержания CO₂ в мире и воспринимается многими климатологами как предупредительный сигнал о глобальном потеплении. Точность и непрерывность этих измерений на протяжении десятилетий обеспечила одну из важнейших научных связей между сжиганием ископаемого топлива и изменением климата. Данные оказались красноречивы: рост шёл слишком быстро, чтобы объяснить его природными циклами. Именно тогда тема парникового эффекта вышла из специализированных научных журналов на первые полосы популярных изданий.

Почему бывают аномально холодные дни, если идёт глобальное потепление

Без парникового эффекта Земля была бы замёрзла

Парниковый эффект принято воспринимать как угрозу — и в нынешнем виде это справедливо. Но важно понимать: сам по себе он не враг, а условие жизни. Без естественного парникового эффекта средняя температура поверхности Земли составляла бы −18 °C вместо нынешних +15 °C. При такой температуре вся вода на планете замёрзла бы, и жизнь в том виде, в котором мы её знаем, была бы невозможна.

Парниковый эффект был на Земле задолго до появления человечества, но именно человек превратил явление из создателя условий для жизни в проблему для всего живого. За последние 250 лет человек начал искусственно усиливать эффект парника — сжигая нефть, газ и уголь и выбрасывая в атмосферу всё больше парниковых газов. Планета, которая миллионы лет поддерживала нужную температуру сама, получила дополнительную нагрузку, с которой её природные механизмы справляются всё хуже.

Главный парниковый газ — это не CO₂

Когда речь заходит о парниковом эффекте, в голове сразу возникает углекислый газ. Это понятно: именно о CO₂ говорят политики и экологи, именно его концентрацию в атмосфере учёные отслеживают десятилетиями. Но по вкладу в нагрев атмосферы CO₂ — не лидер. Самый влиятельный парниковый газ на Земле — водяной пар: он отвечает примерно за половину парникового эффекта.

Вот как выглядят основные парниковые газы в сравнении:

• Водяной пар (H₂O). Вносит наибольший суммарный вклад в парниковый эффект — больше, чем любой другой газ. Но в отличие от CO₂ или метана, его концентрация в атмосфере зависит от температуры: чем теплее — тем больше воды испаряется, тем больше пара в воздухе. И в обратную сторону: если локально стало холоднее, то водяной пар превращается в дождь или снег и перестаёт быть парниковым газом. Концентрация водяного пара в атмосфере постоянно меняется в большом диапазоне, но в масштабах сотен лет в среднем по Земле она меняется мало, поэтому водяной пар не может изменить долгосрочную температуру планеты.
• Углекислый газ (CO₂). Этот газ крайне долго живёт в атмосфере: от 300 до 1000 лет. Год за годом выбросы накапливаются, и «парниковая плёнка» атмосферы заметно уплотняется и всё хуже пропускает тепло обратно в космос. При этом концентрация углекислого газа в атмосфере растёт очень быстро: если в доиндустриальный период она была 280 частей на миллион, то сегодня — уже 422. Именно поэтому CO₂ считается главной мишенью в борьбе с изменением климата.
• Метан (CH₄). Метан в 27–30 раз сильнее нагревает атмосферу, чем CO₂, если считать в перспективе на 100 лет. На более коротком горизонте в 20 лет разрыв ещё больше — 83 раза. Но есть важное отличие от CO₂: метан живёт в атмосфере всего около 10–12 лет, а потом распадается. Это значит, что, если сократить выбросы метана сегодня, эффект будет заметен уже через одно-два десятилетия. Кроме того, концентрация метана в атмосфере примерно в 200 раз меньше, чем углекислого газа, а значит, и в общем он оказывает гораздо меньшее воздействие.
• Закись азота (N₂O). Это вещество в 273 раза мощнее CO₂ по потепляющему эффекту на горизонте 100 лет и остаётся в атмосфере в среднем более ста лет. При этом её в атмосфере ничтожно мало: если CO₂ измеряется сотнями частей на миллион, то закись азота — лишь 338 частями на миллиард. Но именно сочетание высокой мощности и долгого срока жизни делает даже такую небольшую концентрацию серьёзным фактором долгосрочного потепления.

Влияние коров на глобальное потепление: факты и современные решения

Океаны помогают сдерживать парниковый эффект, но скоро они перестанут справляться

Океаны — главный буфер планеты против усиления парникового эффекта. За последние десять лет они поглотили четверть всех выбросов CO₂, произведённых человеком, а также около 90% дополнительного тепла, накопившегося из-за парникового эффекта. Проще говоря: без океанов концентрация CO₂ в атмосфере была бы значительно выше, а планета — горячее.

Но у этого буфера есть предел. Механизм простой: чем теплее вода, тем хуже она растворяет CO₂. В 2023 году на фоне рекордных температур океана мировые воды поглотили почти на миллиард тонн CO₂ меньше, чем ожидалось, — примерно на 10% ниже нормы. NASA фиксирует долгосрочную тенденцию: если в 1959 году природные поглотители — океан и суша вместе — убирали из атмосферы около 60% ежегодных выбросов CO₂, то сегодня эта цифра упала примерно до 55%. С каждым годом океанический буфер работает чуть хуже.

Из-за потепления воды в океане ежегодно становится на 20% меньше рыбы

Венера — наглядный пример того, к чему ведёт неуправляемый парниковый эффект

Венера и Земля — почти близнецы по размеру и составу. И когда-то они были похожи не только внешне. По расчётам учёных из Института космических исследований NASA, Венера могла иметь мелководный жидкий океан и пригодные для жизни температуры на протяжении почти 2 млрд лет своей ранней истории, когда Солнце было на 25–30% тусклее, чем сегодня. Но со временем оно стало ярче и горячее, в результате на близкой к Солнцу Венере океан начал испаряться. Водяной пар в атмосфере ещё больше нагревал планету: чем жарче становилось, тем больше воды испарялось, пока океан не исчез полностью.

Молекулы водяного пара в атмосфере постепенно распались из-за ультрафиолетового излучения, и лёгкий водород рассеялся в космосе. А углекислый газ из вулканов продолжил выделяться. И если на Земле океаны и растения поглощают CO₂, то на Венере вместе с утраченной водой исчез и этот механизм. Углекислому газу некуда было деваться — он накапливался в атмосфере и усиливал нагрев. Остановить этот процесс было уже невозможно.

Сегодня Венера — это планета, на которой парниковый эффект победил окончательно. Её густая атмосфера почти полностью состоит из углекислого газа, а температура на поверхности достигает 467 °C — достаточно, чтобы расплавить свинец. Плотная углекислотная атмосфера и толстые облачные слои удерживают большую часть инфракрасного излучения, нагревая нижние слои атмосферы и поднимая температуру поверхности на сотни градусов. Именно Венеру учёные считают моделью того, что произойдёт с Землёй, если не остановить парниковый эффект.

Сколько парниковых газов выбрасывают вулканы при извержении и правда ли они угрожают климату

Усиление парникового эффекта влияет на скорость изменения климата. Как проявляется, от чего зависит глобальное потепление и можно ли остановить этот процесс, читайте в нашем материале.

Подпишитесь на «Рамблер» в Max! Будем на связи вопреки блокировкам и сбоям.