Современный энергетический дисбаланс Земли: доказательства существования и возможные последствия

Климат Земли обладает существенной тепловой инерцией. В настоящее время этот важнейший факт не всегда адекватно учитывается не только политиками, но и некоторыми учеными. Эффект инерции замедляет реакцию Земли на климатические возмущения, т.е. препятствует изменениям планетарного энергетического баланса выразиться в изменении глобальной температуры. Основополагающий симптом тепловой инерции Земли (при наличии возрастающих климатических возмущений) заключается в дисбалансе энергии, поглощаемой и излучаемой планетой. По современным оценкам, учитывающим историю Земли и базирующимся на результатах лучших современных климатических моделей, чувствительность климата составляет 0.75 ± 0.25ºС на Вт/м2, что определяет требуемый срок от 25 до 50 лет для того, чтобы температура земной поверхности достигла 60% уровня своего равновесного отклика.
Важность слежения за приходящими и уходящими энергетическими потоками Земли в настоящее время очевидна. Современные методы космического мониторинга позволяют осуществлять высокоточный контроль всех трех составляющих радиационного баланса Земли (РБЗ): падающего солнечного излучения, уходящей коротковолновой радиации (УКР) и уходящей длинноволновой радиации (УДР). Длительные космические наблюдения (более 30 лет) дают возможность представить эмпирические доказательства существования современного энергетического дисбаланса Земли.
В ряде работ автора в последнее время неоднократно подчеркивалась особая важность происходящих аномальных перераспределений составляющих РБЗ за прошедшие тридцать лет. Это в первую очередь относится к имеющемуся глобальному положительному тренду УДР и отрицательному – УКР. По последним данным (с учетом аномальных явлений в полярных регионах) абсолютное значение тренда УКР превосходит значение тренда УДР. Заметное уменьшение УКР также подтверждают данные независимых наблюдений за "земным освещением" затененной части поверхности Луны. Кроме того, наблюдается положительный тренд около 0.05% в десятилетие интегральной солнечной постоянной. Все это означает, что Земля в настоящее время получает больше энергии, чем ее излучает в космическое пространство.
Так почему же мы не наблюдаем явного глобального потепления? Ответ относительно прост, излишки тепла на планете не могут сразу проявить себя, сильно увеличив температуру поверхности и тропосферы. Сначала они поглощаются океаном и увеличивают его температуру. Океан имеет огромные размеры, и различные процессы в разных его частях протекают по-разному. При этом важно оценить глобальное изменение его температуры. На основе объединения и анализа всех имеющихся данных (спутниковых и буевых) рядом специалистов было установлено, что “теплосодержание” верхнего (750м) слоя океана в период 1993 - 2003 гг. в среднем увеличивалось со скоростью 0.86 ± 0.12 Вт/м2 в год для 93.4% поверхности Мирового океана, на которой проводились исследования. Полученные экспериментальные данные хорошо согласуются с результатами моделирования, полученными с помощью одной из лучших современных моделей климата Годдарского института космических исследований (GISS), которые дают оценку, усредненную для всей поверхности Земли, 6.0 ± 0.6 Вт/м2 (доля поверхности океана составляет 0.7).
Данные ансамблевого моделирования GISS оценивают текущий положительный планетарный энергетический дисбаланс величиной ~0.85 Вт/м2. Это дополнительно подтверждает очень тревожный сигнал: Земля не находится в тепловом равновесии с окружающим пространством. Когда будет исчерпана аккумулирующая способность Мирового океана, может начаться действительно экстремальное глобальное потепление, что непременно скажется на проявлении аномальных природных явлений и, в первую очередь, на быстром повышении уровня Мирового океана, а также усиливающейся активности тропических ураганов.