Судьба цивилизаций: природные катаклизмы, изменившие мир - Александр Петрович Никонов
В прошлом веке (особенно в его начале) в марте-апреле в северных губерниях России не редкостью были морозы 35–40 оС. Сейчас такое представить себе невозможно! Причем потепление происходило буквально у нас на глазах! Я сам помню, как в семидесятые годы в марте у нас были уроки физкультуры на лыжах. Сейчас в марте дети уже занимаются в зале. За последние 20 лет месяц март в Москве потеплел на 4 градуса. А за сто лет еще больше. Если среднезимняя температура Москвы в конце ХIХ столетия была минус 12 оС, то среднезимняя 1990-х годов – минус 6 оС. А в ближайшее столетие она еще на столько же повысится – среднезимняя температура в Москве будет в районе 0 оС.
Откуда это известно? Из математической модели климата…
В мире не очень много изощренных моделей климата. Они есть только в развитых странах. Одна модель есть в Германии, одна в Англии, одна в Австралии, одна в Японии, одна в Китае, одна в Канаде и штук пять в США. Это так называемые модели общей циркуляции атмосферы и океана, которые с помощью системы дифференциальных уравнений одновременно описывают поведение атмосферы, океана, лесов… Во всем мире количество моделей можно пересчитать по пальцам. Их так мало, потому что они очень дороги – модель стоит 1–2 миллиарда долларов, и, как правило, одна страна больше одной модели себе позволить не может, а большинство стран их не имеют вообще. Только богатые США – приятное исключение.
Может возникнуть резонный вопрос: почему математическая модель стоит так дорого, ведь это всего-навсего программа для компьютера? А потому, что на обычном компьютере ее не просчитаешь. Здесь нужно использовать чрезвычайно дорогие суперкомпьютеры. Таких компьютеров в мире – считаные единицы. Они специально для того и делаются, чтобы климат и погоду считать, их основной заказчик – метеорологические и климатические организации, ну и оборонные ведомства, конечно.
Государства тратят на погодные расчеты столь большие суммы только потому, что прогнозы эти себя окупают. Скажем, американцы протянули по территории Аляски тысячекилометровый нефтепровод. И перед постройкой им нужен был прогноз поведения вечной мерзлоты в этом регионе в связи с глобальным потеплением – не будет ли подвижек грунта, не разорвет ли нитку. Неплохо бы также знать, как отразится изменение климата на вылове трески, экологическом туризме, частоте ураганов и штормов… От прогноза климата зависят цены на уголь, нефть, металл, электроэнергию, сроки сева, урожайность… Деньги зависят от климата! Поэтому прогноз климата так важен. И не только для американцев.
В России, разумеется, суперкомпьютеров никаких нет. Поэтому задачу климатических прогнозов Клименко нужно было решать обходным маневром. И она была решена. Причем решена лучше и точнее, чем за рубежом. Бедность порой помогает, заставляет включать мышление – здесь механизм тот же, что и при глобальных похолоданиях: дефицитность ресурса заставляет людей выкручиваться, мозгами раскидывать…
Все известные мировые модели климата, существующие за рубежом: а) чисто теоретические и б) учитывают, в основном, изменение только одного климатического фактора, который считается главным. Сейчас таковым признается повышение концентрации углекислого и других парниковых газов в атмосфере. Но ведь этот фактор – не единственный!
Клименко решил пойти другим путем, на первый взгляд, более сложным. Во-первых, его модель эмпирическая, то есть строится на базе опытных данных. Грубо говоря, коэффициенты в формулах не придуманы, а взяты из жизни. То есть теоретически они никак не объяснены, но зато подтверждены практикой. Во-вторых, это модель комплексная, она одновременно учитывает массу факторов – движение тяжелых планет, поведение Солнца, положение Земли на орбите, вулканическую активность, количество парниковых газов и пр. В лаборатории собрана уникальная база всех главных параметров, влияющих на климат.
Помню, однажды рассказывая мне про свою модель, Клименко достал несколько толстых талмудов в мягких обложках и бухнул на стол:
– Сбор данных требует огромных усилий. Каждый месяц я читаю по несколько вот таких книг, здесь информация по добыче нефти, газа, площади пахотных земель и болот, поголовью овец, производству сахарного тростника… Вы же помните, что овцы – один из основных поставщиков в атмосферу метана. А одна молекула метана вызывает парниковый эффект в двадцать раз сильнее, чем одна молекула пресловутого СО2… Скота в мире – миллиарды голов. И его воздействие на атмосферу сравнимо с воздействием болот, которые также газят метаном. Вообще для корректных расчетов нужно учитывать сотни парамеров. Нужно сложить овец, коз, болота – сибирские, американские и африканские. Приплюсовать к ним наши худые трубопроводы с утечками метана, прибавить шахты, где этот метан без конца взрывается… Метан вообще коварная штука. Например, с углекислым газом проще, сейчас его основным поставщиком в атмосферу является сжигание органического топлива. То есть можно выделить один главный источник и с ним работать. А у метана – десяток источников, и каждый «весит» примерно 10 %. То есть ни одним пренебречь нельзя. И это только два газа! А вообще парниковых компонентов в атмосфере около тридцати! Фреон в холодильниках, производство пенополиуретановых упаковок – за всем нужно следить и вносить данные в модель при расчетах…
Несмотря на кажущуюся простоту объяснений, клименковская модель очень непроста математически. Ее отработка и накопление уникальной базы данных для расчетов заняли 12 лет. Разрабатывалась модель еще в те доисторические времена, когда на свете жили 286-е компьютеры (молодежь, конечно, не помнит). Так вот, 286-й компьютер считал первые варианты программы в течение нескольких суток. На пентиуме расчет одного варианта «от кнопки» занимает примерно час. «Расчет одного варианта» – это, например, прогноз климата зимних сезонов московского региона на несколько ближайших десятилетий.
Точность модели – удивительная. В 1994 году Клименко рискнул и впервые опубликовал прогноз климатических изменений до 2005 года. Для средних пяти- и десятилетних значений прогноз сбылся с точностью до 0,02 оС, то есть с такой же точностью, с какой климатологи измеряют среднеглобальную и среднеполушарную температуру. И надо бы точнее, да некуда!.. С 1996 года в лаборатории сделали 12 успешных прогнозов на 12 сезонов – зима, весна, лето, осень – по Московскому региону.
С той же невероятной точностью – до одной сотой градуса – клименковцы предсказали среднепланетарный климат 1990-х годов. Их прогноз давал плюс 0,4 градуса от климатической нормы ХХ столетия, в то время как общепринятая
