Общеизвестно, что радиационные процессы играют центральную роль в атмосферном тепло-энергообмене и, следовательно, в формировании климата Земли, так как "глобальные долговре­менные динамические процессы регулируются реальными притоками тепла, среди которых од­ним из главных является лучистый"[17]. Мало того, климат крайне чувствителен даже, казалось бы, незначительным изменениям в механизме радиа­ционных процессов. Так, по данным ряда исследо­ваний[18], уменьшение в прошлом солнечной энер­гии, приходящей на Землю, всего на ~1% (в силу ряда астрономических факторов) провоцировало ледниковые периоды. За происходящее же изме­нение климата ответственен, как уже отмеча­лось, "парниковый эффект". Парниковым эф­фектом называется повышение температуры по­верхности Земли (или иных планет) вследствие относительно хорошей прозрачности атмосферы по отношению к солнечному излучению и ее не­прозрачности по отношению к инфракрасному (ИК) излучению.

Интересно отметить, что механизм "парнико­вого эффекта" был описан еще в 1860 г. извест­ным английским физиком Тиндалом. В общих чертах он объясняется поглощением в атмосфере теплового ИК излучения, исходящего от земной поверхности (нагретой солнцем) с последующим его изотропным переизлучением в атмосфере, приводящем к возвращению части первоначаль­ного теплового излучения к поверхности. Эта до­бавка к солнечной энергии, падающей на земную поверхность, и вызывает ее дополнительный ра­зогрев[19]. (В среднем земная поверхность поглоща­ет 168 Вт/м2 солнечной энергии, а испускает 390 Вт/м2 тепловой, причем 324 Вт/м2 возвраща­ется обратно из-за парникового эффекта[20].) Без

парникового эффекта была бы вообще невоз­можна жизнь на Земле (по всяком случае в при­вычных формах), так как средняя глобальная температура тогда равнялась бы всего -20°С вме­сто наблюдающихся +15°С[21].

Важно также отметить, что в прошлом дейст­вительно наблюдались сильные корреляции меж­ду климатом и концентрацией СО2 в атмосфере[22]. На протяжении нескольких последних тысячеле­тий эта концентрация была довольно стабильной и составляла примерно 280 ppmv (280 молекул СО2 на 1 млн. молекул воздуха). Однако с начала интенсивного развития промышленности (при­мерно с середины прошлого столетия) эта кон­центрация начала экспоненциально расти и в на­стоящее время уже составляет около 360 ppmv. Только с 1980 по 1990 г. концентрация СО2 увели­чилась на 17 ppmv (с 337 до 354 ppmv)! Так же рез­ко возрастают концентрации и других парнико­вых газов, в первую очередь метана (за то же де­сятилетие с 1.57 до 1.72 ppmv)[23].

При сохранении таких темпов роста уже при­близительно через 30 лет следует ожидать кон­центрацию парниковых газов в атмосфере, экви­валентную удвоению концентрации СОз (при этом концентрация собственно СО2 будет равна примерно 450 ppmv)[24]. В прошлом при такой кон­центрации парниковых газов (средний Плиоцен, 3-5 млн. лет назад) климат существенно отличал­ся от настоящего: среднеглобальная температура была на 4-5°С выше, отсутствовало оледенение Антарктиды, уровень океана был выше на не­сколько метров и т.п. Установление такого кли­мата за короткий промежуток времени в несколь­ко десятилетий привело бы к глобальной клима­тической катастрофе. Поэтому неудивительно, что в течение ряда последних лет климатические проблемы активно обсуждаются как в научных кругах, так и на межправительственном уровне при активном содействии ООН.

В IPCC также рассматриваются некоторые прогнозы будущего роста концентрации углекис­лого газа в атмосфере, существенно зависящие от выбора стратегии развития промышленности, энергетики, транспорта и т.п. Согласно этим сце­нариям, к концу следующего столетия можно ожидать возрастание концентрации углекислого газа от ~450 ppmv до ~950 ppmv! Вышеуказанные прогнозы основаны на достаточно надежных в настоящее время теориях и моделях углеродного цикла и данных мониторинга СО2[25]. Как уже отме­чалось, ситуация обостряется вследствие возрас­тания антропогенного выброса и других парнико­вых газов - метана, фреонов и др.

Полезно также иметь в виду основные черты природного углеродного цикла (следить за угле­родом удобнее, чем за его соединениями типа уг­лекислого газа из-за химических превращений). Вообще говоря, в атмосфере содержится пример­но 750 гигатонн (Гт) углерода (здесь и далее вели­чины даны для периода 1980-1989 гг.), при этом обмен атмосферы с сушей (растительность, поч­ва) составляет около 60 Гт/год и с океаном около 90 Гт/год, то есть довольно интенсивен. Казалось бы, ежегодная антропогенная эмиссия, составля­ющая всего около 7.1 ± 1.1 Гт/год (5.5 ± 0.5 Гт/год только из-за сжигания угля и нефти и производст­ва цемента), при таком интенсивном обмене могла бы быть легко поглощена, например океаном (где уже содержится около 40000 Гт углерода). Од­нако - и это является установленным фактом - об­мен атмосфера - суша и атмосфера - океан весь­ма инерционен и соответствующие скорости аб­сорбции СОз могут меняться лишь довольно медленно (за столетия). Кроме того, в отличие от метана, озона и других газов, углекислый газ не вступает в химические атмосферные реакции, могущие эффективно выводить его из атмосфе­ры. Иначе говоря, природная "фабрика" по ути­лизации атмосферного углекислого газа не мо­жет быстро наращивать свои мощности, что и при­водит к накоплению углерода (СО2) в атмосфере (в указанный период в атмосфере ежегодно остава­лось около 3.2 Гт углерода). Поэтому, как показы­вают модели углеродного цикла[26], накопившийся в атмосфере "лишний" СО2 приведет к установлению концентрации углекислого газа на новом, бо­лее высоком уровне, причем снижающемся край­не медленно (в течение многих столетий), даже при полном прекращении антропогенной эмиссии. Значит, возможно воздействовать на ситуацию только на стадии накопления СО2, а снижения его установившейся концентрации можно будет до­биться только если срочно принять меры по огра­ничению выбросов в атмосферу.