Причиной изменения климата Земли - стратосферный аэрозольный слой

 

Важной причиной изменения климата Земли является стратосферный аэрозольный слой. Он находится на высоте 20—25 км и состоит в основном из капелек серной кислоты со средним размером 0,3 мк. Встречаются также в этом слое и частички солей, металлов и многих других веществ.
Частицы этого слоя отражают солнечное излучение обратно в космос, что приводит к понижению температуры Земли. Несмотря па то, что частиц в стратосфере примерно в 100 раз меньше, чем в нижнем слое атмосферы — тропосфере, они оказывают более заметный климатический эффект. Это связано с тем, что стратосферный аэрозоль в основном понижает температуру воздуха, тогда как тропосферный может и понижать, и повышать ее. Необходимо отметить также, что каждая частица в стратосфере существует долго — 1—2 года, тогда как время жизни частичек в тропосфере — не больше 10 сут, они быстро вымываются дождями и выпадают па землю.
Полеты сверхзвуковых самолетов и космических код раблей многоразового пользования, как выяснилось, не могут стать причиной существенного изменения стратосферного аэрозольного слоя и изменения климата Земли. Основным источником стратосферного аэрозольного слоя являются вулканические извержения.
В качестве примера можно привести последствия взрывного извержения вулкана Кракатау, начавшегося 28 августа 1883 г. Миллиарды тонн пепла и газа поднялись тогда на высоту 50—60 км и в течение нескольких месяцев распространились в верхних слоях атмосферы по всему земному шару. Длительное время на всей Земле наблюдались аномальные атмосферные световые явления, уменьшилась прозрачность атмосферы.
Извержение вулкана Кракатау произошло в то время, когда уже велись наблюдения за температурой и прозрачностью воздуха. Однако значительное уменьшение прозрачности и температуры воздуха после взрывных вулканических извержений было замечепо и ранее Первым, кто отметил связь между вулканическими извержениями, помутнением атмосферы и ее похолоданием, был американский ученый Б. Франклин. Он связал помутнение атмосферы в 1883 г. и аномально холодную зиму 1883/84 гг. с мощными извержениями вулканов в 1883 г.
Известно также сильнейшее влияние на погоду во многих местах мира извержения вулкана Тамбора (о-в Суматра), происшедшего в 1815 г. В 1816 г. лето в Англии было аномально холодным, во многих местах Европы сильные заморозки в июне и июле погубили урожай, что привело к голоду.
В XX в. влияние вулканических извержений на климат Земли стало установленным фактором. В начале века французские ученые П. Сарасии и Ф. Сарасин, американец В. Гэмфрис, в нашей стране Е. К. Федоров предположили, что изменение климата происходит из-за вулканической пыли, которая выбрасывается вулканами на высоту более 10 км и отражает часть солнечной энергии обратно в космическое пространство.
Основной климатический эффект создается не пеплом, частицы которого быстро оседают па землю из-за их сравнительно больших размеров, а капельками серной кислоты, образующимися из сернистого газа при фотохимических реакциях в стратосфере. Стратосферный аэрозольный слой, не возмущенный вулканическими извержениями, назвали фоновым. Он частично образуется из сернистого газа природного и антропогенного происхождения, однако этот источник довольно слаб, так как сернистый газ в тропосфере быстро разрушается и его проникновение в стратосферу сильно затруднено.
В середине 70-х годов был обнаружен новый источник стратосферного сернокислотного аэрозоля — газ кар-бонилсульфид, возникающий при добыче и использовании топлива. Этот газ устойчив и легко проникает в стратосферу, где превращается в капельки серной кислоты. Отсюда следует, что по мере роста добычи и использования топлива стратосфера будет все больше загрязняться сернокислотным аэрозолем и его влияние на климат Земли будет усиливаться.
Концентрация частиц в фоновом стратосферном аэрозольном слое меньше концентрации частиц в этом слое после мощного вулканического извержения в десятки и сотни раз. К примеру, даже среднее по силе извержение вулкана Сент-Хеленс (США), начавшееся 18 мая 1980 г., привело к удвоению концентрации частиц стратосферного аэрозоля. Однако постоянно существующий фоновый слой приводит к изменению климата Земли, в то время как последствия крупного единичного вулканического извержения по прошествии нескольких лет практически исчезают. В этом основное различие этих факторов изменения климата.