Радиационное моделирование геопроектирования для минимизации эффектов глобального потепления

Осознав проблему глобального потепления, специалисты все чаще задумываются над тем, как стабилизировать климат, чтобы противостоять негативным тенденциям. Изменение радиационного баланса Земли (РБЗ) является основным фактором, определяющим динамику явлений в климатической системе Земли. В последнее время серьёзно рассматривается несколько идей активных воздействий на окружающую среду (геопроектирования) с целью искусственной коррекции составляющих РБЗ. На сегодняшний день самым экономичным и приемлемым считается метод внесения в нижнюю стратосферу сернистого ангидрита (SO2), предложенный М.И. Будыко ещё в 1974 г. Однако активные обсуждения этой идеи геопроектирования начались только после публикация основополагающей статьи нобелевского лауреата П.Крутцена в журнале Climate Change в 2006 г. Сложность постановки задачи и неоднозначность возможных последствий «геопроектирования» обусловливает выбор в качестве основного инструментария для исследования методы радиационного моделирования.
Имеющиеся данные космического мониторинга составляющих РБЗ показали, что при извержениях вулканов Эль-Чичон и Пинатубо инжектированные в нижнюю стратосферу сульфатные аэрозоли способствовали понижению температуры в северном полушарии на несколько десятых градуса в течение 1-3 лет. Эти природные эксперименты позволяют утверждать, что подобные, но искусственные аэрозольные инжекции, оптимизированные соответствующим образом, могут способствовать охлаждению Земли в период экстремального глобального потепления.
В докладе обсуждается методика детального радиационного моделирования, предполагающая использование специализированных программных кодов, позволяющих с различной точностью рассчитывать характеристики переноса излучения в произвольной оптически активной среде и возможностью задания различных граничных условий. Такой подход, наряду с обязательной верификацией расчетных данных с использованием результатов космического мониторинга, обеспечивает возможность детального анализа различных схем пространственной коррекции составляющих РБЗ с использованием разных технологических приемов управляемого воздействия на атмосферу. Анализ расчетных данных позволит выявить практически не изученные в настоящее время особенности и закономерности (в том числе связанные с возможностью управляемого воздействия) одного из явлений, определяющих состояние глобальной и региональной климатической систем.
Применительно к национальным интересам России приоритетом в рассматриваемой проблеме являются климатические изменения в Арктике. Поэтому в рамках сформулированной физико-математической модели существенное внимание уделяется анализу расчетных данных применительно именно к арктическому региону. В частности, планируется изучить возможность минимизации воздействия солнечного излучения с учетом управляемых изменений отражательных характеристик облачности. Результаты предлагаемого комплексного радиационного моделирования технологий геопроектирования позволят ответить на важные вопросы, связанные с оптимальностью пространственно-временных воздействий.
Работа поддержана грантом РФФИ № 07-01-00507а.