Роль человека в глобальном потеплении нельзя недооценивать
Как формируется климат и зависит ли это от нас с вами? Мнения ученых на этот счет расходятся. Один из ведущих отечественных климатологов, директор Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН академик РАН Владимир Анатольевич Семенов уверен: да, зависит, и пока наше влияние на климат скорее нам во вред, чем на пользу. А можно ли по-другому, и если да, то как? Об этом мы спросили самого академика.
«Знание – сила»: Наш разговор проходит на кисловодской научной станции вашего института, поэтому давайте отсюда и начнем. Чем занимается ваш институт в Кисловодске?
Владимир Семенов: Идея начать наблюдения за составом атмосферы принадлежала основателю Института академику А. М. Обухову. Место хорошо известно всем, многие сюда ездили, и главный аргумент здесь – чистый воздух. Наша измерительная площадка на плато Шаджатмаз находится на высоте 2070 м. Атмосфера там более разрежена, меньше загрязнений, легче проводить измерения. А Кисловодск – солнечное место, многие спектрометрические измерения проводятся при использовании рассеянного солнечного света, когда облачность мешает. Все эти факторы предопределили такое решение. Возможно, еще и то, что Александр Михайлович ездил сюда отдыхать, почему бы не совместить приятное с полезным? Поэтому в 1978 году здесь была основана станция, оборудована измерительная площадка на плато. Главной целью тогда было измерение озона. Здесь были сделаны первые важные работы по исследованию его содержания, вариаций, профиля. В начале 1980-х это было неизведанной областью: это сейчас уже есть спутники, наблюдающие озон над всей планетой, разветвленная сеть наземных наблюдений. А в начале 80-х «озоновая проблема» вышла на первые места, и тогда это были первые важные шаги.
«ЗС»: Но со временем наблюдения расширялись?
В. С.: Да, появились наблюдения приземного газового состава, оксида азота, СО, аэрозолей разных видов. Проводились уникальные наблюдения. Тогда мой отец Анатолий Иванович Семенов работал в нашем Институте в лаборатории физики верхней атмосферы, а руководил лабораторией Валериан Иванович Красовский, всемирно известный ученый в области аэрономии, под его руководством создавались приборы ночного видения для наших танков во время Великой Отечественной войны. Эта лаборатория поставила в Кисловодске прибор для измерения температуры атмосферы на высоте мезопаузы, это примерно 90 км. Измерить напрямую температуру там можно только с помощью ракет, но спектрометрические наблюдения за интенсивностью инфракрасного излучения разных составляющих атмосферы – атомарного кислорода, гидроксила – позволяют получить очень точные оценки температуры воздуха на высотах излучения. При исследовании вариации температуры на границе атмосферы было сделано открытие: атмосферный поток, набегая на Кавказский хребет, создает гравитационные волны, которые распространяются вверх в атмосферу, там диссипируют – передают свою энергию движения в тепло, которое разогревает атмосферу на уровне мезопаузы, и это вызывает аномалии свечения атмосферы, которые и измеряли на станции спектрометрами.
«ЗС»: Что дало это открытие?
В. С.: Это было важное открытие в понимании процессов динамики атмосферы, взаимодействия ее компонентов. Не только солнечная, геомагнитная активность, вариации состава атмосферы влияют на температуру таких высоких слоев атмосферы, но и динамические возмущения у поверхности. А температура напрямую связана с плотностью, а плотность – наверное, самая важная характеристика при расчетах полетов различных объектов в атмосфере.
С начала 1980-х на станции проводились активные экспериментальные исследования, а в 2000 году у Института появилась возможность взять на баланс здание на ул. Гагарина. Это было заброшенное здание бывшего детского сада. Силами Араба Якубовича Арабова, которого в 1978 году А. М. Обухов назначил начальником станции, переведя молодого тогда ученого, специалиста по измерениям озона, из Москвы в Кисловодск, удалось это здание восстановить и превратить в городскую измерительную площадку и базу для проведения исследований на плато Шаджатмаз. Араб Якубович до самой своей смерти в 2022 году всем этим с любовью руководил.
«ЗС»: А теперь станцией заведует его сын Камил Арабович Арабов. Такая же преемственность, как и у вас с отцом. Что собой представляет научная жизнь станции сейчас?
В. С.: Сейчас – это фактически полигон, измерительная площадка, на которой ставят разные эксперименты и проводят регулярные продолжительные наблюдения: на горе меряют профиль озона, СО, оксиды азота, аэрозоли. В основном научные сотрудники приезжают из Москвы в командировку, привозят аппаратуру. Сейчас можно поставить приборы и управлять ими из Москвы.
«ЗС»: Чем интересно это место?
В. С.: В первую очередь, уникальной погодой – это горная метеорология, долинная циркуляция, взаимодействие различных воздушных масс, дальний перенос. Если здесь какое-то время пожить, то можно отметить, что когда в Кисловодске ясно, в близлежащих Ессентуках – ливень, это даже отсюда, со станции, видно. Совершено другая погода, чем даже в ближайших городах Кавминвод (КМВ). Здесь часто происходят интересные явления динамики атмосферы: это глубокая конвекция – мощные восходящие потоки высотой в 10 км, вызванные именно набеганием потока на горы, и связанные с ними ливни, экстремальные явления. Очень многогранный, интересный полигон, – как в плане динамики атмосферы, так, что еще более важно, и в плане измерения загрязнения атмосферы, потому что здесь много санаториев, есть планы построить еще больше, огромный туристический поток. Вообще весь регион КМВ (в том числе Пятигорск, Железноводск, Ессентуки) нуждается в оценке качества воздуха.
«ЗС»: И что про него можно сказать?
В. С.: Воздух хороший, но за его составом нужно следить. В целом это дело Росгидромета. А мы должны понимать процессы и предлагать технологии. Мы можем сделать технологию мониторинга, предложить модель, показать, где лучше вести наблюдения, сделать более совершенные методы прогноза качества воздуха на 2—3 дня вперед. Определить с помощью численных моделей высокого разрешения места, где скапливается больше загрязнений. Эти модели позволяют также обосновывать разные решения в области городского и регионального планирования. Например, в Кисловодске был период еще в советское время, когда в город не пускали иногородние машины, и сейчас время от времени этот вопрос снова обсуждается. Новые модели и методы в настоящее время позволяют посчитать, какой от этого будет эффект для качества воздуха. Стоит ли идти на такие кардинальные меры или от них особого эффекта и не будет?
Еще – прогноз и понимание механизма опасных явлений. В 2017 году был сильный ливень, который практически разрушил каменную лестницу у одного из входов в парк. Можно попытаться предсказать такие явления. Здесь мы тоже можем помочь.
Третье – это климат. Он меняется. Это все очень важно для курортов. Новые оздоровительные маршруты, новые санатории, спортивные объекты – это планирование не на год-два, а на десятилетия. Каким будет климат через 20—30 лет – вопрос при таких планах не праздный, а иногда и решающий. Может, будет такая жара, что люди начнут бегать из одного кондиционированного помещения в другое.
«ЗС»: А такая жара будет?
В. С.: В регионе существенно потеплеет. Вообще климат теплеет, и мы это видим и по косвенным знакам. Я в начальную школу пошел в 1978, так школу постоянно зимой закрывали, занятия отменяли, потому что температура опускалась ниже –30, а за последние десятилетия когда такое было? В Кисловодске через 20—30 лет станет еще теплее градуса на два, два с половиной. Причем летом температура растет быстрее, чем зимой, в отличие от, например, Сибири и центрально-европейской части России. Пока такие изменения в приемлемом диапазоне. Но это средние температуры. А вот, например, экстремально жарких дней летом уже к 2050 году может стать в 3—4 раза больше, чем сейчас. Это уже серьезные изменения, к ним нужно готовиться.
Огромное преимущество Кисловодска в том, что город расположен на высоте 800—900 м, Верхний парк на 1000 м и более над уровнем моря. С каждым километром по высоте температура уменьшается в среднем на шесть с половиной градусов. В Кисловодске всегда прохладнее примерно на пять градусов, чем в Минводах. К тому же воздух более разреженный, тепло от земли эффективнее уходит ночью. Так что здесь ночами гораздо прохладнее. Даже если днем +30, то ночью +12—14.
Помимо метеорологических характеристик, как я уже говорил, важнейшая задача для региона – это наблюдения за качеством воздуха, моделирование переноса загрязнений, их прогноз, как погодный, так и климатический. Сейчас мы создаем модель переноса загрязнений в регионе КМВ. Первые результаты показывают, например, что в Ессентуках в воздухе больше угарного газа, СО, чем на возвышенности.
«ЗС»: Район Кавминвод далеко не единственный, которым вы занимаетесь. На сайте РАН, в частности, пишут, что в вашем институте выявлено существование порога нестабильности в арктической климатической системе и возможность полного прекращения океанического притока Баренцева моря. Что это за нестабильность и как это может повлиять на Баренцево море?