Газета "Своими Именами" №28 от 09.07.2013 - страница 32

В-третьих, повышение температуры Земли приводит к увеличению её теплового излучения. Если средняя температура Земли в настоящее время составляет 0°C или 273°К, то сто лет назад, в соответствии с данными климатологов, она равнялась 272,3°К. Согласно закону Стефана-Больцмана, за счёт повышения температуры излучение Земли в настоящее время должно было бы увеличиться по сравнению с излучением сто лет назад в (273/272,3)4 =1,01 раза. Следовательно, только для того, чтобы температура на Земле не снижалась, необходимы, по сравнению с началом прошлого века, увеличение поглощения теплоты атмосферой, как минимум, на 1%, либо соответствующий прирост тепла, поступающего от Солнца.

Атмосфера Земли состоит в основном из азота (78%) и кислорода (21%). В относительно малых концентрациях в атмосфере присутствуют и другие газы: аргон, водяной пар, углекислый газ, неон, метан, водород и др.

Концентрация различных газов в зависимости от их плотности распределяется неравномерно по высоте атмосферы – концентрация тяжелых газов выше в нижних слоях, а легких – в высоких слоях атмосферы. Плотность газа пропорциональна его молекулярному весу. Молекулярный вес азота (N_>2), составляющего 78% атмосферы, 14·2=28, кислорода (O_>2) – 16·2=32, водяного пара (H_>2O) – 1·2+16=18, углекислого газа (CO_>2) – 12+16·2=44. Углекислый газ концентрируется в основном в нижних слоях атмосферы. Водяной пар поднимается на определенную высоту и образует облака. Подняться еще выше пару мешает конденсация, усиливающаяся с понижением температуры и с увеличением концентрации водяных паров. Концентрация кислорода уменьшается с высотой, но её изменение не такое сильное, как у других газов, ввиду близости молекулярных весов азота и кислорода.

Содержание CO_>2 в атмосфере составляет примерно 0,04%. Несмотря на малую концентрацию, углекислый газ играет важную роль в нашей жизни, обеспечивая пищей всю растительность Земли. Однако, невзирая на несомненные заслуги, углекислый газ в последние десятилетия подвергается постоянным нападкам. Его уже причислили к «вредным выбросам» и назвали главным виновником грозящей человечеству катастрофы  в виде глобального потепления. Появились даже предложения своеобразного «уголовного наказания» углекислого газа в виде закачивания его под землю.

Попробуем спокойно разобраться, насколько обоснованны эти обвинения. CO_>2 обладает свойством поглощать часть инфракрасного излучения. Причём задерживает он не только излучение, идущее от Земли, но и излучение, идущее от Солнца. Но т.к. CO_>2  концентрируется в нижних слоях атмосферы, задержка солнечных лучей не приводит к охлаждению воздуха вблизи земли, а поглощение земного излучения нагревает нижние слои атмосферы. Так что CO_>2  виноват не в том, что задерживает инфракрасное излучение, а в том, что слишком тяжёлый и не может подняться наверх (водяной пар ещё сильнее поглощает тепловое излучение – и никаких претензий!). Вина углекислого газа в повышении температуры воздуха несомненна, но насколько она велика?

Все газы отличаются селективным (избирательным) излучением и поглощением: они поглощают излучение только в определенных интервалах длин волн, для волн, не входящих в эти интервалы, газ является прозрачным. CO_>2 имеет только три заметные полосы поглощения: в интервалах длин волн от 2,4 до 3,0 мк, от 4,0 до 4,8 мк и от 12,5 до 16,5 мк. (Всё инфракрасное излучение находится в диапазоне от 0,8 до 800 мк.) Но и в этих узких полосах поглощения даже максимальные значения коэффициентов поглощения меньше единицы.

Борцы с углекислым газом утверждают, что, по данным исследования полярных льдов, содержание CO_>2  в атмосфере за последние 150 лет увеличилось на 30%. Иными словами, концентрация CO_>2  увеличилась с 0,03% до нынешних 0,04%, т.е. на 0,01%. Представляется крайне сомнительным, что эти несчастные 0,01% концентрации CO_>2, поглощающего тепло в узких диапазонах, способны поглотить более 1% всего излучения Земли (как мы выяснили выше, это необходимо для того, чтобы повышенная на 0,7°C, по сравнению с началом прошлого века, температура планеты не снижалась). Попробуем проверить наши сомнения оценочными расчётами.