Предотвращение глобального потепления с помощью
advertisement
«Îïòèêà àòìîñôåðû è îêåàíà», 22, ¹ 6 (2009) ÓÄÊ 551.510 Ïðåäîòâðàùåíèå ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ ñ ïîìîùüþ êîíòðîëèðóåìûõ ýìèññèé àýðîçîëåé â ñòðàòîñôåðó: ãëîáàëüíûå è ðåãèîíàëüíûå îñîáåííîñòè îòêëèêà òåìïåðàòóðû ïî ðàñ÷åòàì ñ ÊÌ ÈÔÀ ÐÀÍ À.Â. Åëèñååâ, È.È. Ìîõîâ, À.À. Êàðïåíêî* Èíñòèòóò ôèçèêè àòìîñôåðû èì. À.Ì. Îáóõîâà ÐÀÍ 119017, ã. Ìîñêâà, Ïûæåâñêèé ïåð., 3 Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 12.01.2009 ã.  ïîñëåäíåå âðåìÿ âîçðîñ èíòåðåñ ê ïðîáëåìå ïðåäîòâðàùåíèÿ ïîòåïëåíèÿ êëèìàòà çà ñ÷åò êîíòðîëèðóåìûõ ýìèññèé ñóëüôàòíûõ àýðîçîëåé â ñòðàòîñôåðó. Èñïîëüçîâàíèå êëèìàòè÷åñêîé ìîäåëè ÊÌ ÈÔÀ ÐÀÍ ïîêàçàëî, ÷òî äëÿ ïîëíîé êîìïåíñàöèè ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ, ðåàëèçóþùåãîñÿ ïðè ñöåíàðèè àíòðîïîãåííîãî âîçäåéñòâèÿ SRES A1B, ýìèññèè ñòðàòîñôåðíûõ ñóëüôàòîâ ïðè èõ îäíîðîäíîì ðàñïðåäåëåíèè ïî ãîðèçîíòàëè äîëæíû ñîñòàâëÿòü 5–16 ÒãS/ãîä â ñåðåäèíå XXI â. â çàâèñèìîñòè îò âûáðàííûõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ ñòðàòîñôåðíûõ àýðîçîëåé è 10–30 ÒãS/ãîä – â åãî êîíöå. Ïðè îïóñêàíèè àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö èç ñòðàòîñôåðû â òðîïîñôåðó òàêèå ýìèññèè ïðèâåäóò ê ñóùåñòâåííîìó äîïîëíèòåëüíîìó àýðîçîëüíîìó çàãðÿçíåíèþ òðîïîñôåðû. Ïðè ãëîáàëüíîé êîìïåíñàöèè ïîòåïëåíèÿ â ðàçëè÷íûõ ðåãèîíàõ âîçíèêàþò çíà÷èòåëüíûå ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå àíîìàëèè ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû àòìîñôåðû ðàçíîãî çíàêà. Êîìïåíñàöèÿ ïîòåïëåíèÿ â ðåãèîíàõ ñóøè, êëèìàò êîòîðûõ íàèáîëåå ÷óâñòâèòåëåí ê âíåøíèì âîçäåéñòâèÿì (â ÷àñòíîñòè, â Ñèáèðè), äîïîëíèòåëüíî óâåëè÷èâàåò íåîáõîäèìûå ýìèññèè ñòðàòîñôåðíûõ àýðîçîëåé ïðèìåðíî íà 10%. Êðîìå òîãî, â ñëó÷àå ïðåêðàùåíèÿ òàêîãî êîíòðîëèðóåìîãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò åãî òåìïåðàòóðíûé ýôôåêò èñ÷åçàåò çà 1–2 äåñÿòèëåòèÿ ñ ðåçêèì óñêîðåíèåì ãëîáàëüíîãî è ðåãèîíàëüíîãî ïðèïîâåðõíîñòíîãî ïîòåïëåíèÿ â ýòîò ïåðèîä. Òàê, ïðè ïðåêðàùåíèè êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ â 2075 ã. ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ ðåãèîíàëüíîé òåìïåðàòóðû äîñòèãàåò 3–4 Ê/äåñÿòèëåòèå. Êëþ÷åâûå ñëîâà: êëèìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ÈÔÀ ÐÀÍ, ãëîáàëüíîå àíòðîïîãåííîå ïîòåïëåíèå, êîìïåíñèðóþùåå âîçäåéñòâèå, ñòðàòîñôåðíûå ñóëüôàòíûå àýðîçîëè. Ââåäåíèå Ãëîáàëüíîå ïîòåïëåíèå êëèìàòà íàáëþäàëîñü â ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ XX â. è ïðîäîëæèëîñü â ïåðâîå äåñÿòèëåòèå XXI â. [1, 2] (ñì. òàêæå [3]). Ýòî ïîòåïëåíèå ñâÿçûâàåòñÿ ñ àíòðîïîãåííûì âîçäåéñòâèåì íà çåìíóþ êëèìàòè÷åñêóþ ñèñòåìó, ïðåæäå âñåãî çà ñ÷åò ýìèññèé ïàðíèêîâûõ ãàçîâ [1, 2]. Íåîáõîäèìîñòü àäàïòàöèè ê ïîäîáíîìó ïîòåïëåíèþ ñ ó÷åòîì íåâîçìîæíîñòè áûñòðîãî ïðåêðàùåíèÿ ýìèññèé àíòðîïîãåííûõ ïàðíèêîâûõ ãàçîâ ïðèâåëà ê ðàññìîòðåíèþ âîçìîæíîñòè êîíòðîëèðóåìîãî êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò ñ öåëüþ ñìÿã÷åíèÿ åãî èçìåíåíèé. Âïåðâûå òàêàÿ èäåÿ áûëà âûñêàçàíà Ì.È. Áóäûêî [4], êîòîðûé, îñíîâûâàÿñü íà îáùåì ïîõîëîäàíèè êëèìàòà ïîñëå êðóïíûõ âóëêàíè÷åñêèõ èçâåðæåíèé, ïðåäëîæèë ðàñïûëÿòü ñåðíèñòûå àýðîçîëè (ïîäîáíûå âóëêàíè÷åñêèì) â ñòðàòîñôåðå ñ öåëüþ * Àëåêñåé Âèêòîðîâè÷ Åëèñååâ (eliseev@ifaran.ru, eliseev_av@mail.ru, eliseev.alexey.v@gmail.com); Èãîðü Èâàíîâè÷ Ìîõîâ (mokhov@ifaran.ru); Àíäðåé Àëåêñàíäðîâè÷ Êàðïåíêî (karpenko@ifaran.ru). ïðåäîòâðàùåíèÿ ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ.  ïîñëåäíèå íåñêîëüêî ëåò èíòåðåñ ê ïîäîáíîìó êîíòðîëèðóåìîìó êîìïåíñèðóþùåìó âîçäåéñòâèþ çàìåòíî âîçðîñ, ïîëó÷èâ íàçâàíèå ãåîèíæèíèðèíãà [5–11]. Ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè íåîáõîäèìàÿ èíòåíñèâíîñòü òàêèõ êîíòðîëèðóåìûõ ýìèññèé ñòðàòîñôåðíûõ ñóëüôàòíûõ àýðîçîëåé (ÑÑÀ) äëÿ êîìïåíñàöèè ïîòåïëåíèÿ îñòàåòñÿ íåâûÿñíåííîé. Óæå äëÿ èäåàëèçèðîâàííîãî ñëó÷àÿ ðàâíîâåñíîãî îòêëèêà ñèñòåìû íà óäâîåíèå ñîäåðæàíèÿ óãëåêèñëîãî ãàçà â àòìîñôåðå ýêñïåðòíûå îöåíêè ýòèõ ýìèññèé ðàçëè÷àþòñÿ ìåæäó ñîáîé íà ïîðÿäîê – îò 0,6 ÒãS/ãîä [7] äî 5 ÒãS/ãîä [9]. Êîìïåíñèðóþùåå âîçäåéñòâèå íà êëèìàò ìîæåò ïðèâåñòè ê ðÿäó íåæåëàòåëüíûõ ïîñëåäñòâèé [8]. Îäíèì èç íèõ ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ðåçêîãî ðàçâèòèÿ çàñóøëèâûõ óñëîâèé íàä êîíòèíåíòàìè, íàáëþäàåìûõ ïîñëå âóëêàíè÷åñêèõ èçâåðæåíèé [10, 12–14]. Ýòîò ýôôåêò, îäíàêî, ïî êðàéíåé ìåðå ÷àñòè÷íî, êîìïåíñèðóåòñÿ îáùèì ðîñòîì îñàäêîâ ïðè ïîòåïëåíèè êëèìàòà [11]. Âòîðûì ïîòåíöèàëüíî îïàñíûì ýôôåêòîì ÿâëÿåòñÿ ðåçêîå óñêîðåíèå ïîòåïëåíèÿ ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ êîìïåíñèðóþùèõ ñóëüôàòíûõ ýìèññèé, ñïîñîáíîå äàæå íà ãëîáàëüíîì óðîâíå Ïðåäîòâðàùåíèå ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ ñ ïîìîùüþ êîíòðîëèðóåìûõ ýìèññèé àýðîçîëåé â ñòðàòîñôåðó… 521 äîñòèãàòü 2–4 Ê/äåñÿòèëåòèå [10, 11, 15]. Êðîìå òîãî, ýìèññèè ñóëüôàòîâ â ñòðàòîñôåðó ñïîñîáíû èíòåíñèôèöèðîâàòü àêòèâàöèþ ñîåäèíåíèé õëîðà â ñòðàòîñôåðå ñ äåãðàäàöèåé îçîíîâîãî ñëîÿ êàê íàä Àíòàðêòèêîé, òàê è íàä Àðêòèêîé [2, 16].  [17] ýôôåêòèâíîñòü êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ ðàññìàòðèâàåìîãî òèïà áûëà èññëåäîâàíà äëÿ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö ðàçëè÷íîãî ðàçìåðà («êðóïíûõ» è «ìåëêèõ» ÷àñòèö ñôåðè÷åñêîé ôîðìû). Òàêèå ïàðàìåòðû àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö, êàê èõ ðàçìåð è ôîðìà, â ïðèíöèïå, ìîãóò êîíòðîëèðîâàòüñÿ ïðè îñóùåñòâëåíèè êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ.  ñâÿçè ñ ýòèì öåëåñîîáðàçíî ïðîâåäåíèå ñèñòåìàòè÷åñêèõ àíñàìáëåâûõ ðàñ÷åòîâ, â òîì ÷èñëå ñ èçìåíåíèåì õàðàêòåðèñòèê àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö ïðè êîíòðîëèðóåìîì êîìïåíñèðóþùåì âîçäåéñòâèè íà êëèìàò.  íàñòîÿùåé ñòàòüå äàíà îöåíêà ýôôåêòèâíîñòè êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ óïðàâëÿþùèõ ïàðàìåòðîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì êëèìàòè÷åñêîé ìîäåëè, ðàçðàáîòàííîé â Èíñòèòóòå ôèçèêè àòìîñôåðû èì. À.Ì. Îáóõîâà ÐÀÍ (ÊÌ ÈÔÀ ÐÀÍ) [3, 11, 18, 19]. Ðåçóëüòàòû äàííîé ðàáîòû áûëè ïðåäñòàâëåíû íà çàñåäàíèè XV Ðàáî÷åé ãðóïïû «Àýðîçîëè Ñèáèðè» (ã. Òîìñê). Ìîäåëü è ÷èñëåííûå ýêñïåðèìåíòû  ðàññìàòðèâàåìîé ðàáîòå ÊÌ ÈÔÀ ÐÀÍ (âåðñèÿ [11, 18]) áûëà äîïîëíåíà ñõåìîé ðàñ÷åòà îïòè÷åñêîé òîëùè ñòðàòîñôåðíûõ ðàññåèâàþùèõ àýðîçîëåé Τa,st, ëèíåéíî çàâèñÿùåé îò èõ ìàññû â ñòîëáå àòìîñôåðû åäèíè÷íîé ïëîùàäè Ma,st: Τa,st = ke,a,st Ma,st. Êîýôôèöèåíò ýêñòèíêöèè ke,a,st áûë îöåíåí ïî èçìåðåíèÿì, ïðîâåäåííûì ïðè èçâåðæåíèè âëê. Ïèíàòóáî â 1991 ã. Äëÿ ýòîãî èçâåðæåíèÿ ïîëíàÿ ìàññà âóëêàíè÷åñêîãî àýðîçîëÿ ñîñòàâèëà îêîëî 10 ÒãS [20], à Τa,st äîñòèãëà 0,15 [21]. Èç ýòîãî ìîæíî ïîëó÷èòü îöåíêó ke,a,st = 7,6 ì2/ã. Ìãíîâåííûé ðàäèàöèîííûé ôîðñèíã íà âåðõíåé ãðàíèöå àòìîñôåðû (top-of-the atmosphere) Ra,st,TOA (íàçûâàåìûé òàêæå ðàäèàöèîííûì âîçìóùàþùèì âîçäåéñòâèåì [22]), â ñâîþ î÷åðåäü, â ìîäåëè ðàññ÷èòûâàëñÿ ñîãëàñíî Ra,st,TOA = – aa,st Τa,st, ãäå aa,st = 22 Âò/ì2. Òàêàÿ ïàðàìåòðèçàöèÿ Ra,st,TOA èñïîëüçîâàëàñü ðàíåå äëÿ îöåíêè âëèÿíèÿ âóëêàíè÷åñêîãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò [18] è â èäåàëèçèðîâàííûõ ÷èñëåííûõ ýêñïåðèìåíòàõ äëÿ ýôôåêòèâíîñòè êîíòðîëèðóåìîãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò [11, 19]. Ñ èñïîëüçîâàíèåì ÊÌ ÈÔÀ ÐÀÍ áûëè ïðîâåäåíû ÷èñëåííûå ýêñïåðèìåíòû GEOINT äëÿ 1860– 1990 ãã. ïðè àíòðîïîãåííûõ âîçäåéñòâèÿõ íà êëèìàò çà ñ÷åò ïàðíèêîâûõ ãàçîâ è òðîïîñôåðíûõ ñóëüôàòíûõ àýðîçîëåé. Ïðè ýòîì ãîäîâûå àíòðîïîãåííûå ýìèññèè óãëåêèñëîãî ãàçà è ìåòàíà, à òàêæå êîíöåíòðàöèÿ çàêèñè àçîòà â àòìîñôåðå äëÿ ïåðèîäà 1860–2000 ãã. çàäàâàëèñü ïî ýìïèðè÷åñêèì äàííûì. Ãîäîâûå åñòåñòâåííûå ýìèññèè ìåòàíà áîëîò522 íûìè ýêîñèñòåìàìè èíòåðàêòèâíî ðàññ÷èòûâàëèñü â ÊÌ ÈÔÀ ÐÀÍ. Àòìîñôåðíûå êîíöåíòðàöèè CO2 è CH4 ðàññ÷èòûâàëèñü èíòåðàêòèâíî áëîêàìè óãëåðîäíîãî è ìåòàíîâîãî öèêëà ÊÌ ÈÔÀ ÐÀÍ. Äëÿ XXI â. àíòðîïîãåííûå ýìèññèè óãëåêèñëîãî ãàçà è ìåòàíà è êîíöåíòðàöèÿ çàêèñè àçîòà áûëè çàäàíû â ñîîòâåòñòâèè ñî ñöåíàðèåì SRES A1B [1]. Èçìåíåíèå ïîëíîãî ñðåäíåãîäîâîãî ñîäåðæàíèÿ ñóëüôàòíûõ àýðîçîëåé â òðîïîñôåðå äëÿ 1860–2100 ãã. áûëî çàäàíî ñîãëàñíî ðåçóëüòàòàì ðàñ÷åòîâ ñ ìîäåëüþ õèìèè è ïåðåíîñà ïðèìåñåé â àòìîñôåðå MOZART-2.0. Áîëåå ïîäðîáíî èñïîëüçîâàííûå ñöåíàðèè âíåøíèõ âîçäåéñòâèé íà êëèìàò îïèñàíû â [11]. Äîïîëíèòåëüíî ê óêàçàííûì àíòðîïîãåííûì âîçäåéñòâèÿì â ÷èñëåííûõ ðàñ÷åòàõ GEOINT ó÷èòûâàëîñü êîìïåíñèðóþùåå âîçäåéñòâèå çà ñ÷åò ñòðàòîñôåðíûõ ñóëüôàòíûõ àýðîçîëåé.  ýòèõ ýêñïåðèìåíòàõ îáùåå êîëè÷åñòâî òàêèõ àýðîçîëåé Ma,st,g ðàññ÷èòûâàëîñü ñîãëàñíî áàëàíñîâîìó óðàâíåíèþ dMa,st,g / dt = Ea,st,g – Ma,st,g / τa,st, ãäå t – âðåìÿ; Ea,st,g – ãëîáàëüíûå àíòðîïîãåííûå ýìèññèè ñòðàòîñôåðíûõ àýðîçîëåé; τa,st – âðåìÿ ïðåáûâàíèÿ àýðîçîëåé â ñòðàòîñôåðå. Êîíòðîëèðóåìûå ýìèññèè ñòðàòîñôåðíûõ àýðîçîëåé áûëè çàäàíû ïðîïîðöèîíàëüíûìè ìãíîâåííîìó ãëîáàëüíîìó ðàäèàöèîííîìó ôîðñèíãó íà âåðõíåé ãðàíèöå àòìîñôåðû çà ñ÷åò ïàðíèêîâûõ ãàçîâ (ÑÎ2, ÑÍ4 è N2O) è òðîïîñôåðíûõ ñóëüôàòîâ RSRES: Ea,st,g = ke,a,stRSRES, ãäå ke,a,st – êîýôôèöèåíò èíòåíñèâíîñòè ýìèññèé ÑÑÀ. Ñòðàòîñôåðíûå àýðîçîëè ñ÷èòàëèñü îäíîðîäíî ðàñïðåäåëåííûìè ïî ãîðèçîíòàëè. Ðåçóëüòàòû ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàñ÷åòîâ ñ íåîäíîðîäíûì ïî ãîðèçîíòàëè ðàñïðåäåëåíèåì ñóëüôàòîâ â ñòðàòîñôåðå [11] ïëàíèðóåòñÿ îïóáëèêîâàòü â îòäåëüíîé ñòàòüå. Çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà ýêñòèíêöèè äëÿ èçâåðæåíèÿ Ïèíàòóáî ìîæåò áûòü îïðåäåëåíî ëèøü ñ òî÷íîñòüþ äî êîýôôèöèåíòà îêîëî 1,5, òàê êàê îáùåå ñîäåðæàíèå âóëêàíè÷åñêèõ àýðîçîëåé çà ïåðâûå ïîëãîäà ïîñëå èçâåðæåíèÿ óìåíüøèëîñü ïðèìåðíî ñ 10 [20] äî 6 ÒãS [23]. Áîëåå òîãî, ìîæíî ðàññìîòðåòü ïðèíöèïèàëüíóþ òåõíîëîãè÷åñêóþ âîçìîæíîñòü êîíòðîëÿ ýôôåêòèâíîãî ðàäèóñà reff ÷àñòèö àíòðîïîãåííûõ ñòðàòîñôåðíûõ ñóëüôàòîâ. Ïðè ýòîì âîçìîæíî äîáèòüñÿ èçìåíåíèÿ ñå÷åíèÿ ðàññåÿíèÿ êîðîòêîâîëíîâîé ðàäèàöèè ÷àñòèöàìè ÑÑÀ, à òàêæå âðåìåíè èõ æèçíè. Ðàäèóñ àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö âóëêàíè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ñîñòàâëÿåò íåñêîëüêî ñîòåí íàíîìåòðîâ [21]. Äëÿ òàêèõ ÷àñòèö, ñîãëàñíî òåîðèè Ìè, ðàäèàöèîííàÿ ýôôåêòèâíîñòü óìåíüøàåòñÿ ïðè ðîñòå èõ ðàçìåðà (íàïðèìåð, [17]). Îòíîñèòåëüíî êðóïíûå ñôåðè÷åñêèå ÷àñòèöû ñ reff > 0,3 ìêì íå òîëüêî ðàññåèâàþò ñîëíå÷íóþ ðàäèàöèþ, íî è ïîãëîùàþò èçëó÷åíèå â èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå ñïåêòðà. Êðîìå òîãî, ìîæíî îæèäàòü, ÷òî ÷àñòèöû ìåíüøåãî ðàäèóñà áóäóò íàõîäèòüñÿ â ñòðàòîñôåðå äîëüøå, ÷åì ÷àñòèöû áîëüøåãî ðàäèóñà, ÷òî äîëæíî äîïîëíèòåëüíî óâåëè÷èâàòü êëèìàòè÷åñêóþ ýôôåêòèâíîñòü òàêèõ ÷àñòèö ïî ñðàâíåíèþ ñ áîëåå êðóïíûìè. Åëèñååâ À.Â., Ìîõîâ È.È., Êàðïåíêî À.À. Äëÿ àäåêâàòíîãî îïèñàíèÿ ýòèõ ýôôåêòîâ òðåáóåòñÿ ó÷åò âëèÿíèÿ àýðîçîëåé íà ïåðåíîñ ðàäèàöèè â àòìîñôåðå, à òàêæå ãðàâèòàöèîííîãî îñåäàíèÿ ýòèõ àýðîçîëåé â òðîïîñôåðó. Äîïîëíèòåëüíûå óñëîæíåíèÿ âíîñÿòñÿ âîçìîæíîé íåñôåðè÷íîñòüþ ÷àñòèö ÑÑÀ. Ïðè ýòîì ñëåäóåò ó÷èòûâàòü, ÷òî äèíàìè÷åñêàÿ ñõåìà ÊÌ ÈÔÀ ÐÀÍ (êàê è ëþáîé äðóãîé êëèìàòè÷åñêîé ìîäåëè ïðîìåæóòî÷íîé ñëîæíîñòè) ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî ãðóáîé è íå ïîçâîëÿåò îöåíèâàòü èçìåíåíèå τa,st ïðè èçìåíåíèè ðàäèóñà ÷àñòèö è êëèìàòè÷åñêîãî ðåæèìà. Ñ ó÷åòîì ýòîãî ÷èñëåííûå ýêñïåðèìåíòû GEOINT áûëè ïîñòàâëåíû â àíñàìáëåâîé ôîðìå ñ âàðüèðîâàíèåì óïðàâëÿþùèõ ïàðàìåòðîâ çàäà÷è. Òàê, äëÿ ðàçíûõ ÷ëåíîâ àíñàìáëÿ GEOINT ke,a,st ÑÑÀ ìåíÿëñÿ îò 0,3 äî 10 ÒãS/ãîä/(Âò/ì2) (áóäó÷è ïîñòîÿííûì âî âðåìåíè). Êðîìå òîãî, ðàçëè÷íûå ÷ëåíû àíñàìáëÿ ýêñïåðèìåíòîâ GEOINT ðàçëè÷àëèñü ìåæäó ñîáîé âðåìåíåì æèçíè àíòðîïîãåííûõ ñóëüôàòîâ â ñòðàòîñôåðå τa,st (â èíòåðâàëå 2–3 ãîäà [7, 10, 17]) è êîýôôèöèåíòîì ýêñòèíêöèè ÑÑÀ ke,a,st (îò 5 äî 10 ì2/ã). Íà÷àëî êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò â ýêñïåðèìåíòàõ GEOINT ñîîòâåòñòâîâàëî ëèáî 2015, ëèáî 2040 ã. Äàëåå îíî ëèáî ïðîäîëæàëîñü âïëîòü äî êîíöà XXI â., ëèáî ïðåðûâàëîñü â 2075 ã. Íà÷àëüíûì óñëîâèåì äëÿ âñåõ ÷ëåíîâ àíñàìáëÿ GEOINT ñëóæèëî ðàâíîâåñíîå äîèíäóñòðèàëüíîå ñîñòîÿíèå ìîäåëè. Îáùàÿ äëèíà ïðîàíàëèçèðîâàííûõ ÷èñëåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ (ñ ó÷åòîì äîïîëíèòåëüíûõ, ñì. íèæå) ñîñòàâèëà 69 696 ìîäåëüíûõ ëåò. Ðàñ÷åòû òàêîé äëèòåëüíîñòè ñ äåòàëüíûìè ìîäåëÿìè îáùåé öèðêóëÿöèè â íàñòîÿùåå âðåìÿ çàòðóäíåíû èç-çà òåõíè÷åñêèõ îãðàíè÷åíèé. Ýòî, â ÷àñòíîñòè, îáóñëîâëèâàåò èñïîëüçîâàíèå â äàííîé ðàáîòå ñóùåñòâåííî áîëåå äåøåâîé (ñ âû÷èñëèòåëüíîé òî÷êè çðåíèÿ) ìîäåëè êëèìàòà ïðîìåæóòî÷íîé ñòåïåíè ñëîæíîñòè. Ïîñëå ïðîâåäåíèÿ àíñàìáëåâûõ ðàñ÷åòîâ GEOINT áûëà ïðîâåäåíà ëèíåéíàÿ èíòåðïîëÿöèÿ ðåøåíèé ïî ïàðàìåòðó ke,a,st. Èç ïîëó÷åííûõ ïðè ýòîì ðåçóëüòàòîâ áûëè âûáðàíû òå, äëÿ êîòîðûõ òåìïåðàòóðà òîãî èëè èíîãî ðåãèîíà íå ìåíÿåòñÿ â XXI â. îòíîñèòåëüíî ñðåäíåé çà 2000–2010 ãã.  ÷àñòíîñòè, ðàññìàòðèâàëèñü ãëîáàëüíàÿ êîìïåíñàöèÿ ïîòåïëåíèÿ, òàê ÷òî ãëîáàëüíàÿ ïðèïîâåðõíîñòíàÿ òåìïåðàòóðà àòìîñôåðû Tg â 2011–2100 ãã. òîæäåñòâåííî ðàâíà ñðåäíåé çà 2000–2010 ãã., è êîìïåíñàöèÿ ïîòåïëåíèÿ â ðåãèîíå ñóøè (40– 81° ñ.ø., 64–96° â.ä.), ãäå ïî íàáëþäåíèÿì äëÿ XX â. è ïî äàííûì ìîäåëèðîâàíèÿ èçìåíåíèÿ ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû àòìîñôåðû íàèáîëåå çíà÷èòåëüíû [2, 11]. ñ îäíîé ñòîðîíû, è ñîîòâåòñòâóþùèìè ÷ëåíàìè àíñàìáëÿ ñ íà÷àëîì òàêîãî âîçäåéñòâèÿ â 2040 ã. – ñ äðóãîé, ïðàêòè÷åñêè íå ïðîÿâëÿåòñÿ.  ñâÿçè ñ ýòèì äàëåå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû òîëüêî äëÿ ÷ëåíîâ àíñàìáëÿ ñ íà÷àëîì êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò â 2015 ã. Îöåíåííûå âåëè÷èíû ýìèññèé, íåîáõîäèìûå äëÿ êîìïåíñàöèè ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ, â ñåðåäèíå XXI â. â çàâèñèìîñòè îò âðåìåíè íàõîæäåíèÿ àýðîçîëåé â ñòðàòîñôåðå è èõ êîýôôèöèåíòà ýêñòèíêöèè ñîñòàâëÿþò 5–16 ÒãS/ãîä (ðèñ. 1, à). a á Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ Ðèñ. 1. Ýìèññèè ñóëüôàòîâ â ñòðàòîñôåðó (ÒãS/ãîä), íåîáõîäèìûå äëÿ êîìïåíñàöèè ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ (a), è ïîòåïëåíèÿ äëÿ ðåãèîíà ñóøè (40–81° ñ.ø., 64–96° â.ä.) (á) íà óðîâíå 2000–2010 ãã. (ñöåíàðèé SRES A1B). Âðåìÿ íàõîæäåíèÿ àýðîçîëåé â ñòðàòîñôåðå 2 ãîäà (øòðèõîâûå), 2,5 ãîäà (ñïëîøíûå) è 3 ãîäà (øòðèõïóíêòèðíûå ëèíèè), êîýôôèöèåíò ýêñòèíêöèè àýðîçîëåé 5,0; 7,6 è 10 ì2/ã (ñåðûå, æèðíûå ÷åðíûå è òîíêèå ÷åðíûå ëèíèè). Ðåçóëüòàòû ïðèâåäåíû äëÿ íà÷àëà êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ â 2015 ã. Âñå êðèâûå – ðåçóëüòàò ñåìèëåòíåãî ñêîëüçÿùåãî ñãëàæèâàíèÿ Ïîñëå ïðèìåðíî äâóõ äåñÿòèëåòèé îò íà÷àëà êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ êëèìàòè÷åñêàÿ ñèñòåìà ïðèñïîñàáëèâàåòñÿ ïîä äîïîëíèòåëüíûé ðàäèàöèîííûé ôîðñèíã çà ñ÷åò ÑÑÀ. Êàê ñëåäñòâèå, âî âòîðîé ïîëîâèíå XXI â. ðàçëè÷èå ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòîâ ìåæäó ÷ëåíàìè àíñàìáëÿ GEOINT ñ íà÷àëîì êîíòðîëèðóåìîãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò â 2015 ã., Ê êîíöó XXI â. èíòåíñèâíîñòü íåîáõîäèìûõ ýìèññèé âîçðàñòàåò äî 10–30 ÒãS/ãîä. Äëÿ ñðàâíåíèÿ, àíòðîïîãåííûå ýìèññèè ñóëüôàòíûõ àýðîçîëåé â òðîïîñôåðó â êîíöå XX â. ñîñòàâëÿëè (72 ± 6) ÒãS/ãîä [24]. Òàê êàê ïîñëå âûâåäåíèÿ èç ñòðàòîñôåðû ñóëüôàòíûå àýðîçîëè îêàæóòñÿ â òðîïîñôåðå, òî Ïðåäîòâðàùåíèå ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ ñ ïîìîùüþ êîíòðîëèðóåìûõ ýìèññèé àýðîçîëåé â ñòðàòîñôåðó… 523 äîïîëíèòåëüíîå àýðîçîëüíîå çàãðÿçíåíèå òðîïîñôåðû â îáùåì ñëó÷àå íå áóäåò ìàëûì ïî îòíîøåíèþ ê ñîâðåìåííûì àíòðîïîãåííûì ýìèññèÿì, êàê ïðåäïîëàãàëîñü ðàíåå [5–8]. Òàê, äëÿ ðàñ÷åòîâ ñî çíà÷åíèÿìè ïàðàìåòðîâ èç ñåðåäèíû ñîîòâåòñòâóþùèõ âûáðàííûõ äèàïàçîíîâ τa,st = 2,5 ã è ke,a,st = 7,6 ì2/ã ýìèññèè â ñåðåäèíå (êîíöå) XXI â. ñîñòàâëÿþò îêîëî 10 ÒãS/ãîä (14 ÒãS/ãîä), ò.å. 14% (19%) îò ñîâðåìåííûõ ýìèññèé òðîïîñôåðíûõ ñóëüôàòîâ. Äëÿ êîìïåíñàöèè ïîòåïëåíèÿ íàä ðåãèîíîì ñóøè (40–81° ñ.ø., 64–96° â.ä.) ýìèññèè ÑÑÀ äîëæíû äîïîëíèòåëüíî âîçðàñòè ïðèìåðíî íà 10% (ðèñ. 1, á). Áëèçêèå ê ýòîìó çíà÷åíèþ âåëè÷èíû ýìèññèé íåîáõîäèìû è äëÿ êîìïåíñàöèè ïîòåïëåíèÿ íàäî âñåé ñóøåé ñåâåðíåå 30°. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè óñëîâèè ãëîáàëüíîé êîìïåíñàöèè ïîòåïëåíèÿ â XXI â. ñ ïîñòîÿííîé Tg îòìå÷àþòñÿ çàìåòíûå îòêëîíåíèÿ ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû T îò ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ äëÿ 2000– 2010 ãã. ñ ïîëîæèòåëüíûìè àíîìàëèÿìè âî âíåòðîïè÷åñêîé çîíå Ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ è îòðèöàòåëüíûìè àíîìàëèÿìè ìåíüøåé àáñîëþòíîé âåëè÷èíû, íî çàõâàòûâàþùèìè áîëüøóþ ïëîùàäü â Þæíîì ïîëóøàðèè (ðèñ. 2, à, á). Ýòè àíîìàëèè ñî âðåìåíåì óñèëèâàþòñÿ â ñâÿçè ñ ðîñòîì êîìïåíñèðóþùåãî êîíòðîëèðóåìîãî êëèìàòè÷åñêîãî ôîðñèíãà. Ê êîíöó XXI â. íàä áîëüøåé ÷àñòüþ ñóøè Ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ îíè äîñòèãàþò ïðèìåðíî 1 Ê (ðèñ. 2, á).  ñëó÷àå êîìïåíñàöèè â ðåãèîíå ñóøè (40–81° ñ.ø., 64–96° â.ä.) ìåíüøàÿ âåëè÷èíà àíîìàëèé â ýòîì ðåãèîíå êîìïåíñèðóåòñÿ áîëüøèìè àíîìàëèÿìè â äðóãèõ ðåãèîíàõ (ðèñ. 2, â, ã).  ñëó÷àå ïðåêðàùåíèÿ êîíòðîëèðóåìîãî âîçäåéñòâèÿ â 2075 ã. (íàïðèìåð, ïðè âûÿâëåíèè íåïðèåìëåìûõ ïîáî÷íûõ íåãàòèâíûõ åãî ïîñëåäñòâèé) òåìïåðàòóðíûé ýôôåêò òàêîãî âîçäåéñòâèÿ èñ÷åçàåò çà 1–2 äåñÿòèëåòèÿ. Ñîñòîÿíèå êëèìàòè÷åñêîé ñèñòåìû ïðè ýòîì èç-çà âîçíèêàþùåãî áîëüøîãî ðàçáàëàíñà ìåæäó ñîñòîÿíèåì ñèñòåìû è âåëè÷èíîé êëèìàòè÷åñêîãî ôîðñèíãà áûñòðî ñìåùàåòñÿ ê ñîñòîÿíèþ, ñîîòâåòñòâóþùåìó ýâîëþöèè ñèñòåìû ïðè âîçäåéñòâèè òîëüêî çà ñ÷åò ïàðíèêîâûõ ãàçîâ è òðîïîñôåðíûõ ñóëüôàòîâ, êîòîðîå íå âêëþ÷àåò â ñåáÿ êîìïåíñèðóþùåå âîçäåéñòâèå çà ñ÷åò ñòðàòîñôåðíûõ ñóëüôàòíûõ àýðîçîëåé. Êàê ñëåäñòâèå, â ïåðâûå 10–20 ëåò ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ ïðîèñõîäèò áûñòðîå óâåëè÷åíèå ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû. Íàä áîëüøåé ÷àñòüþ âíåòðîïè÷åñêèõ ðåãèîíîâ ñóøè Ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ ðîñò ñðåäíåãîäîâîé ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû â 2076–2085 ãã. ñîñòàâëÿåò 3–4 Ê (ðèñ. 3, à, á). Òàêèå áûñòðûå èçìåíåíèÿ ãëîáàëüíîãî êëèìàòà ÿâëÿþòñÿ äîïîëíèòåëüíûì îòðèöàòåëüíûì ôàêòîðîì è òðåáóþò àäàïòèâíûõ ìåð.  ÷àñòíîñòè, ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ îêàçûâàåòñÿ çàìåòíî âûøå, ÷åì ïðè àíòðîïîãåííîì âîçäåéñòâèè â ñîîòâåòñòâèè ñî ñöåíàðèåì SRES A1B, â ñëó÷àå êîòîðîãî èçìåíåíèå ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû çà ýòîò æå ïåðèîä íå ïðåâûøàåò 1 Ê (ðèñ. 3, â). 524 à á â ã Ðèñ. 2. Èçìåíåíèå ñðåäíåãîäîâîé ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû (K) àòìîñôåðû â 2036–2055 ãã. (à, â) è 2091– 2100 ãã. (á, ã) îòíîñèòåëüíî 2000–2010 ãã. ïðè ñîâìåñòíîì àíòðîïîãåííîì (ñöåíàðèé SRES A1B) è êîíòðîëèðóåìîì êîìïåíñèðóþùåì âîçäåéñòâèè íà êëèìàò (ñ 2015 è äî 2100 ã.) ïðè τa,st = 2,5 ãîäà è ke,a,st = 7,6 ì2/ã äëÿ êîìïåíñàöèè ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ (à, á) è ïîòåïëåíèÿ äëÿ ðåãèîíà ñóøè (40–81° c.ø., 64–96° â.ä.) (â, ã) Åëèñååâ À.Â., Ìîõîâ È.È., Êàðïåíêî À.À. a á â Ðèñ. 3. Èçìåíåíèå ñðåäíåãîäîâîé ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû (Ê) àòìîñôåðû â 2076–2085 ãã. (ñöåíàðèé SRES A1B) â ñëó÷àå ïðåêðàùåíèÿ êîíòðîëèðóåìîãî êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ â 2075 ã. Ñëó÷àè êîìïåíñàöèè ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ (à) è ïîòåïëåíèÿ äëÿ ðåãèîíà ñóøè (40–81° c.ø., 64–96° â.ä.) (á) Âûâîäû Ñ èñïîëüçîâàíèåì êëèìàòè÷åñêîé ìîäåëè ïðîìåæóòî÷íîé ñëîæíîñòè âûïîëíåíà îöåíêà ýôôåêòèâíîñòè êîíòðîëèðóåìîãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò çà ñ÷åò ýìèññèé ñóëüôàòíûõ àýðîçîëåé â ñòðàòîñôåðó ñ öåëüþ êîìïåíñàöèè ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ, ðàçâèâàþùåãîñÿ ïðè ñöåíàðèè àíòðîïîãåííîãî âîçäåéñòâèÿ SRES A1B. Ïðîâåäåííûå ïðè ýòîì àíñàìáëåâûå ÷èñëåííûå ýêñïåðèìåíòû ïîçâîëèëè ñäåëàòü îöåíêè äëÿ øèðîêîãî äèàïàçîíà èçìåíåíèé óïðàâëÿþùèõ ïàðàìåòðîâ çàäà÷è, âêëþ÷àÿ èíòåíñèâíîñòü êîìïåíñèðóþùèõ ýìèññèé, âðåìÿ íàõîæäåíèÿ ñóëüôàòîâ â ñòðàòîñôåðå è êîýôôèöèåíò ýêñòèíêöèè ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ýòèìè àýðîçîëÿìè. Äëÿ ïîëíîé êîìïåíñàöèè ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ ïðè âûáðàííîì (óìåðåííîì) ñöåíàðèè àíòðîïîãåííîãî âîçäåéñòâèÿ è îäíîðîäíîì ðàñïðåäåëåíèè ñòðàòîñôåðíûõ ñóëüôàòîâ ïî ãîðèçîíòàëè ýìèññèè ÑÑÀ äîëæíû ñîñòàâëÿòü 5–16 ÒãS/ãîä â ñåðåäèíå XXI â. (â çàâèñèìîñòè îò âûáðàííûõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ ñòðàòîñôåðíûõ àýðîçîëåé) è 10–30 ÒãS/ãîä â åãî êîíöå. Îïóñêàíèå àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö èç ñòðàòîñôåðû â òðîïîñôåðó ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííîìó äîïîëíèòåëüíîìó àýðîçîëüíîìó çàãðÿçíåíèþ òðîïîñôåðû. Ïðè ãëîáàëüíîé êîìïåíñàöèè ïîòåïëåíèÿ â ðàçëè÷íûõ ðåãèîíàõ âîçíèêàþò çíà÷èòåëüíûå ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå àíîìàëèè ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû àòìîñôåðû ðàçíîãî çíàêà.  ÷àñòíîñòè, íàä áîëüøåé ÷àñòüþ ñóøè ðàçâèâàþòñÿ ïîëîæèòåëüíûå àíîìàëèè ñðåäíåãîäîâîé ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû, äîñòèãàþùèå íåñêîëüêèõ äåñÿòûõ äîëåé ãðàäóñà. Äëÿ êîìïåíñàöèè ïîòåïëåíèÿ â ðåãèîíàõ ñóøè, êëèìàò êîòîðûõ íàèáîëåå ÷óâñòâèòåëåí ê âíåøíèì âîçäåéñòâèÿì (â ÷àñòíîñòè, â Ñèáèðè), íåîáõîäèìî äîïîëíèòåëüíîå óâåëè÷åíèå ýìèññèé ñòðàòîñôåðíûõ àýðîçîëåé ïðèìåðíî íà 10%. Äîïîëíèòåëüíûì îòðèöàòåëüíûì ôàêòîðîì ÿâëÿåòñÿ áûñòðàÿ ïîòåðÿ òåìïåðàòóðíîãî ýôôåêòà êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ àýðîçîëüíûõ ýìèññèé â ñòðàòîñôåðó ñ ðåçêèì óñêîðåíèåì ãëîáàëüíîãî è ðåãèîíàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ â ïåðâîå-âòîðîå äåñÿòèëåòèÿ ïîñëå ýòîãî ïðåêðàùåíèÿ. Òàê, ïðè ïðåêðàùåíèè êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ â 2075 ã. äëÿ áîëüøèíñòâà ðåãèîíîâ ñóøè Ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ èçìåíåíèå ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû â 2076–2085 ãã. äîñòèãàåò 3–4 Ê, ÷òî â íåñêîëüêî ðàç áîëüøå èçìåíåíèÿ ïðèïîâåðõíîñòíîé òåìïåðàòóðû â ýòîò æå ïåðèîä ïðè ïëàâíîì ïîòåïëåíèè âñëåäñòâèå àíòðîïîãåííîãî âîçäåéñòâèÿ íà ñèñòåìó â ñîîòâåòñòâèè ñî ñöåíàðèåì SRES A1B. Ñëåäóåò ñïåöèàëüíî îòìåòèòü, ÷òî íåãàòèâíûå ïîñëåäñòâèÿ êîíòðîëèðóåìîãî êîìïåíñèðóþùåãî âîçäåéñòâèÿ íà êëèìàò (äîïîëíèòåëüíîå àýðîçîëüíîå çàãðÿçíåíèå àòìîñôåðû è ñêîðîñòü ïîòåïëåíèÿ ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ òàêîãî âîçäåéñòâèÿ) îêàæóòñÿ åùå áîëåå çíà÷èìûìè, åñëè â äàëüíåéøåì èçìåíåíèå êëèìàòà áóäåò ñîîòâåòñòâîâàòü íå îòíîñèòåëüíî óìåðåííîìó ñöåíàðèþ SRES A1B, à ñöåíàðèþ ñ áîëåå èíòåíñèâíûìè êëèìàòè÷åñêèìè èçìåíåíèÿìè (íàïðèìåð, SRES A2). Àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü È.Ë. Êàðîëþ è Ã.Ë. Ñòåí÷èêîâó çà ïîëåçíûå çàìå÷àíèÿ. Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ïðîãðàìì ÐÀÍ è Ìèíèñòåðñòâà îáðàçîâàíèÿ è íàóêè ÐÔ (Ôåäåðàëüíîãî àãåíòñòâà ïî íàóêå è èííîâàöèÿì), Ðîññèéñêîãî ôîíäà ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé (ïðîåêòû ¹ 07-05-00273, 08-05-00532) è ãðàíòà Ïðåçèäåíòà ÐÔ ÍØ-755.2008.5. 1. Climate Change 2001: The Scientific Basis, Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / J.T. Houghton, Y. Ding, D.J. Griggs et al., eds. Cambridge/New York: Cambridge University Press, 2001. 881 p. 2. Climate Change 2007: The Physical Science Basis S. Solomon, D. Qin, M. Manning et al., eds. Cam- Ïðåäîòâðàùåíèå ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ ñ ïîìîùüþ êîíòðîëèðóåìûõ ýìèññèé àýðîçîëåé â ñòðàòîñôåðó… 2. Îïòèêà àòìîñôåðû è îêåàíà, ¹ 6. 525 bridge/New York: Cambridge University Press, 2007. 996 p. 3. Ìîõîâ È.È., Åëèñååâ À.Â., Äåì÷åíêî Ï.Ô., Õîí Â.×., Àêïåðîâ Ì.Ã., Àðæàíîâ Ì.Ì., Êàðïåíêî À.À., Òèõîíîâ B.À., ×åðíîêóëúñêèé À.Â., Ñèãàåâà Å.Â. Êëèìàòè÷åñêèå èçìåíåíèÿ è èõ îöåíêè ñ èñïîëüçîâàíèåì ãëîáàëüíîé ìîäåëè ÈÔÀ ÐÀÍ // Äîêë. ÐAH. 2005. Ò. 402. ¹ 2. C. 243–247. 4. Áóäûêî Ì.È. Èçìåíåíèå êëèìàòà. Ë.: Ãèäðîìåòåîèçäàò, 1974. 280 c. 5. Schneider S.H. Geoengineering: Could – or should – we do it? // Clim. Change. 1996. V. 33. N 3. P. 291– 302. 6. Schneider S.H. Earth systems engineering and management // Nature. 2001. V. 409. N 6868. P. 417–421. 7. Èçðàýëü Þ.À. Ýôôåêòèâíûé ïóòü ñîõðàíåíèÿ êëèìàòà íà ñîâðåìåííîì óðîâíå – îñíîâíàÿ öåëü ðåøåíèÿ êëèìàòè÷åñêîé ïðîáëåìû // Ìåòåîðîë. è ãèäðîë. 2005. ¹ 10. C. 5–9. 8. Crutzen P.J. Albedo enhancement by stratospheric sulfur injections: A contribution to resolve a policy dilemma? // Clim. Change. 2006. V. 77. N 3–4. P. 211– 219. 9. Wigley T.M.L. A combined mitigation/geoengineering approach to climate stabilization // Science. 2006. V. 314. N 5798. P. 452–454. 10. Robock A., Oman L., Stenchikov G.L. Regional climate responses to geoengineering with tropical and Arctic SO2 injections // J. Geophys. Res. D. V. 113. N 16. P. 16101. 11. Åëèñååâ À.Â., Ìîõîâ È.È. Ìîäåëüíûå îöåíêè ýôôåêòèâíîñòè îñëàáëåíèÿ è ïðåäîòâðàùåíèÿ ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ êëèìàòà â çàâèñèìîñòè îò ñöåíàðèåâ êîíòðîëèðóåìûõ àýðîçîëüíûõ ýìèññèé â ñòðàòîñôåðó // Èçâ. ÐÀÍ. Ôèç. àòìîñô. è îêåàíà. 2009. Ò. 45. ¹ 1 (â ïå÷àòè). 12. Ãðîéñìàí Ï.ß. Ðåãèîíàëüíûå êëèìàòè÷åñêèå âîçäåéñòâèÿ âóëêàíè÷åñêèõ èçâåðæåíèé // Ìåòåîðîë. è ãèäðîë. 1985. ¹ 4. C. 39–45. 13. Groisman P.Ya. Possible regional climate consequences of the Pinatubo eruption: an empirical approach // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19. N 15. P. 1603–1606. 14. Trenberth K.E., Dai A. Effects of Mount Pinatubo volcanic eruption on the hydrological cycle as an analog of geoengineering // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. N 15. P. L15702. 15. Matthews H.D., Caldeira K. Transient climate-carbon simulations of planetary geoengineering // Proc. Nat. Acad. Sci. 2007. V. 104. N 24. P. 9949–9954. 16. Tilmes S., Muller R., Salawitch R. The sensitivity of polar ozone depletion to proposed geoengineering schemes // Science. 2008. V. 320. N 5880. P. 1201– 1204. 17. Rasch P.J., Crutzen P.J., Coleman D.B. Exploring the geoengineering of climate using stratospheric sulfate aerosols: The role of particle size // Geophys. Res. Lett. 2008. V. 35. N 2. P. L02809. 18. Åëèñååâ À.Â., Ìîõîâ È.È. Âëèÿíèå âóëêàíè÷åñêîé àêòèâíîñòè íà èçìåíåíèå êëèìàòà ïîñëåäíèõ íåñêîëüêèõ âåêîâ: îöåíêè ñ êëèìàòè÷åñêîé ìîäåëüþ ïðîìåæóòî÷íîé ñëîæíîñòè // Èçâ. ÐÀÍ. Ôèç. àòìîñô. è îêåàíà. 2008. Ò. 44. ¹ 6. Ñ. 723–746. 19. Mokhov I.I., Eliseev A.V. Geoengineering efficiency: Preliminary assessment with a climate model of intermediate complexity // Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling. WGNE-38 / J. Ñote, ed. Geneva, World Climate Research Program, 2008. P. 07.21–07.22. 20. Bluth G.J.S., Doiron S.D., Schnetzler C.C., Krueger A.J., Walter L.S. Global tracking of the SO2 clouds from the June, 1991 Mount Pinatubo eruptions // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19. N 2. P. 151–154. 21. Hansen J., Sato M., Nazarenko L., Ruedy R., Lacis A., Koch D., Tegen I., Hall T., Shindell D., Santer B., Stone P., Novakov T., Thomason L., Wang R., Wang Y., Jacob D., Hollandsworth S., Bishop L., Logan J., Thompson A., Stolarski R., Lean J., Willson R., Levitus S., Antonov J., Rayner N., Parker D., Christy J. Climate forcings in Goddard Institute for Space Studies SI2000 simulations // J. Geophys. Res. D. 2002. V. 107. N 18. P. 4347. 22. Êîíäðàòüåâ Ê.ß. Îò íàíî- äî ãëîáàëüíûõ ìàñøòàáîâ: ñâîéñòâà, ïðîöåññû îáðàçîâàíèÿ è ïîñëåäñòâèÿ âîçäåéñòâèé àòìîñôåðíîãî àýðîçîëÿ. 7. Aýðîçîëüíîå ðàäèàöèîííîå âîçìóùàþùåå âîçäåéñòâèå è êëèìàò // Îïòèêà àòìîñô. è îêåàíà. 2005. Ò. 18. ¹ 7. C. 535–556. 23. Hansen J., Lacis A., Ruedy R., Sato M. Potential climate impact of Mount Pinatubo eruption // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19. N 2. P. 215–218. 24. Smith S.J., Pitcher H., Wigley T.M.L. Global and regional anthropogenic sulfur dioxide emissions // Glob. Planet. Change. 2001. V. 29. N 1–2. P. 99–119. A.V. Eliseev, I.I. Mokhov, A.A. Karpenko. Global warming mitigation by using controlled emissions of sulphate aerosols in the stratosphere: global and regional peculiarituies of temperature response as estimated in the IAP RAS CM simulations. Recently, a renewed interest appeared to the approach of climate warming mitigation employing controlled sulphur emissions in the stratosphere. In this paper, based on the IAP RAS global climate model simulations with uniform horizontal distribution of stratospheric sulfates, it is shown that a complete mitigation of warming occuring under the scenario SRES A1B of anthropogenic influence on climate, requires stratospheric sulphate emissions of 5–16 TgS/yr (depending on the chosen values of stratospheric aerosol parameters) in the middle of the 21st century and of 10–30 TgS/yr in its end. When eventually stratospheric aerosol particles are sedimented to the troposphere, it would result to its marked additional aerosol pollution. If the global temperature rise is compensated, there are still substantial regional anomalies of surface air temperature of different sign. If the warming of the most climatically sensitive regions is compensated, it requires sulphate emissions in the stratosphere additionally about 10%. Moreover, if the controlled mitigation emissions stop, their temperature effect disappears during a couple of decades with a marked acceleration of global and regional warming in this period. In particular, if controlled mitigation will stop in 2075, regional temperature rise may be as large as 3–4 K/decade. 526 Åëèñååâ À.Â., Ìîõîâ È.È., Êàðïåíêî À.À.
