Несколько страниц из истории науки о климате

Когда учёные только начинали осознавать, что Земля нагревается, потепление казалось им благом. Для многих разговоры об изменении климата в новинку, но в действительности это очень старая концепция — влияние человеческой деятельности на климат планеты обсуждается уже более 150 лет.

В 1820-х гг. французский математик Жан Батист Жозеф Фурье попытался разобраться в том, от каких факторов зависит температура Земли. И столкнулся с проблемой: согласно его расчётам, Земля должна была представлять собой ледышку.

Наиболее очевидный фактор, солнце, не давал достаточно энергии для того, чтобы температура Земли находилась выше точки замерзания. Первоначальные предположения Фурье о существовании дополнительных источников энергии в земной коре или открытом космосе, пришлось отбросить. И учёный понял, что решающая роль принадлежит атмосфере, которая до того считалась совершенно прозрачной.

Затем, в 1861 году, ирландский физик Джон Тиндаль выполнил эксперимент, который изменил взгляды на атмосферу. Он продемонстрировал, что такие газы, как метан и диоксид углерода, поглощают инфракрасное излучение и способны задерживать тепло в атмосфере. Учёный сразу понял, что из этого следует. По его словам, эти газы «окажут огромное влияние на земные лучи и вызовут соответствующие изменения климата».

Хотя это открытие впоследствии имело основополагающее значение для понимания климата будущего, Тиндаль, как и большинство его коллег, в первую очередь интересовался причинами ледниковых периодов, существование которых было обосновано в 1837 году Луи Агассисом.

Оставалось непонятным, насколько эти газы могут нагреть или охладить планету. Первую количественную оценку «чувствительности климата» (определяемую как изменение температуры в ответ на удвоение углекислого газа в атмосфере) предложил в 1896 году шведский химик Сванте Аррениус. У него получилось примерно 4 °C.

Пока учёные продолжали обсуждать причины ледниковых периодов, Земля нагревалась. Только в 1920-х метеорологи начали осознавать, что климат различных регионов изменился. В 1933 году Джозеф Кинсер назвал конкретные города, в которых наблюдалось повышение температуры. Примерно в то же время стартовали измерения углекислого газа в атмосфере. Как ни странно, ключевую роль в составлении полной картины происходящего сыграл метеоролог-любитель.

Гай Стюарт Каллендар работал механиком паровой машины, но его сердце было отдано изучению погодных явлений. Он педантично собирал данные о температуре со всего света, изучал результаты измерений углекислого газа, штудировал работы Аррениуса и прочих. В свободное время он (без помощи компьютера!) выполнил утомительные расчёты, необходимые для измерения температуры планеты. Полученные им результаты стали первым доказательством того, что поверхность Земли нагревается.

Ровно 75 лет назад, в 1938 году, Каллендар представил свои выводы членам Королевского метеорологического общества. По его мнению, за предыдущие 50 лет мировая температура выросла на 0,3 °C, а основной причиной тому послужило увеличение атмосферного содержания углекислого газа из-за сжигания ископаемого топлива. Уважаемые члены сочли полученные данные интересными, но не убедительными.

Несмотря на неудачу, непоколебимый Каллендар продолжил исследования в поисках новых доказательств. Впоследствии он опубликовал первую оценку изменения атмосферной концентрации углекислого газа со временем, что побудило Чарльза Килинга основать первую в мире обсерваторию, предназначенную для измерения газов в атмосфере.

В 1961 году Каллендар дополнил свою оценку мировой температуры новыми наблюдениями, и его результат поразительно точно совпадает с выводами нынешних учёных. Кстати, Каллендар был убеждён в том, что потепление выгодно человечеству, ибо «отложит возвращение смертоносных ледников» и позволит сельхозкультурам расти в более высоких широтах.

Таким образом, о том, что углекислый газ нагревает планету, известно уже 75 лет. За эти годы мы узнали много нового о климате, но основы остались неизменными. Сейчас мы уверены как никогда в той роли, которую человеческая деятельность играет в изменении температуры. Кроме того, мы обладаем более целостным пониманием последствий глобального потепления.

При всём внимании, которое заслуженно уделяется Пятому оценочному докладу Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата, о вкладе Каллендара и его современников нельзя забывать.

Подготовлено по материалам The Conversation.