Апология человечества и углекислого газа.

В Сибири потоп и пожар, а в интернете - флейм и флуд. Кто-то пытается ловить за язык людей, которые никогда за свои слова не отвечали, кто-то с азартом плюет на плешь сказочного вермиколога... Кто-то мрачно пророчествует о глобальном потеплении (или даже Глобальном Потеплении) и сыплет проклятьями и упреками в адрес человечества и углекислого газа, назначенных виновными в этих несчастьях. Однако, я бы хотел возвысить свой голос в защиту обвиняемых. Нет, я не утверждаю, что нет связи между уровнем углекислого газа в атмосфере и ростом температуры, но связь эта не причинно-следственная. Экспериментально было установлено, что растения способны поглощать углекислый газ гораздо быстрее, если его концентрацию повысить. Это выражается в виде более интенсивного роста и повышения плодовитости по сравнению с контрольными, растущими при нормальных условиях. Но также заметили, что ниже определенного уровня концентрация углекислого газа не опускается. И когда уровень углекислого газа в атмосфере начал расти был сделан вывод, что именно люди произвели его настолько много, что растения перестали справляться с его поглощением. И ладно бы это повышение происходило впервые на Земле, но известно, что это явление вполне обычное и имело место задолго до появления далеких предков человека. При этом есть и другой фактор, от которого напрямую зависит скорость поглощения углекислого газа. И это - количество солнечной энергии, непременного условия для реакции фотосинтеза. Я даже не предлагаю сравнить рост флоры в условиях тропиков со средними широтами, можно просто посмотреть на дерево. Любое. Его сторона, обращенная к Солнцу и лучше освещенная, будет более ветвистой, а ветви будут толще и длиннее. То есть, за равный промежуток времени от прорастания до наблюдения, при прочих равных условиях, растение поглотит больше углерода из воздуха там где больше солнечного света. И, соответственно, его меньше останется в воздухе. Можно сравнить растительность на северных и южных склонах холмов и гор. Можно сравнить растительность в подлеске и на опушке. Во всех случаях более освещенные образцы будут больше, толще, краше. Итак, перед нами химическая реакция, которая происходит при наличии внешнего источника энергии и скорость течения которой зависит от концентрации реагентов и приложенного количества энергии. А из этого следует вывод, что рост остаточного углекислого газа в атмосфере может происходить не от того, что газа стало слишком много, а от того, что стало меньше солнечной энергии. То есть, регистрируемый уровень углекислого газа в атмосфере не является результатом баланса произведено/поглощено, а является минимальным для данного уровня солнечного излучения, при котором его поглощение либо замедляется либо полностью останавливается. Что появится в воздухе сверх этого уровня - тут же жадно усваивается растениями, а что ниже - просто недоступно для поглощения. И этот уровень не является константой, а зависит от количества солнечной энергии. Может показаться, что говорить о сокращении количества солнечной энергии в то время как температура воздуха растет это издевательство. Как бы парадоксально это не прозвучало, но все именно так и обстоит. Ларчик открывается очень просто: круговорот воды в природе - это холодильная машина, работающая на солнечной энергии. Можно сказать "адсорбционная холодильная машина". Если выражаться попроще, то происходит вот что: производство льда и снега в атмосфере Земли - это не только постоянный процесс, но это еще и энергоемкий процесс. Вот у бытового холодильника есть шнур, которым его подключают к электросети. Без электроэнергии он морозить не будет. К Земле шнур питания не приделаешь, он при ее вращении будет постоянно запутываться (ха-ха, шутка), но без внешнего источника энергии круговорот воды морозит не лучше бытового холодильника, отключенного от сети. Энергия идет на то чтобы сначала высвободить водяной пар из рабочего раствора (Мирового океана), затем поднять его в верхние слои атмосферы, для охлаждения и конденсации. После чего хладагент (остывший водяной пар) под действием силы тяжести оказывается на поверхности... и охлаждает ее. Чем больше приложено энергии, тем больше образуется водяного пара. Чем больше водяного пара, тем больше высота, которой он может достигнуть. Чем больше высота, которой достигает водяной пар, тем сильнее он охлаждается, и тем сильнее он охлаждает все, с чем соприкасается. Принцип работы этого холодильника, размером в целую планету, имеет некоторое сходство с абсорбционной холодильной установкой: имеется генератор (Мировой океан), хладагентом служит вода, разделение хладагента и сорбента происходит при нагревании и после разделения с сорбентом хладагент охлаждается и конденсируется. В отличие от абсорбционной машины хладагент замораживается до низких температур, ниже нуля. Сбор и сжижение хладагента перед возвратом в генератор происходит за счет адсорбции на поверхности охлажденного сорбента, которым служит поверхность Земли (вообще вся поверхность). Хладагент служит для охлаждения сорбента, то есть температура сорбента, и следовательно эффективность адсорбции, зависит от количества произведенного хладагента, что и приводит к возникновению отрицательной обратной связи: меньше солнечного тепла - выше температура воздуха.

Для демонстрации этой связи предлагаю рассмотреть простенький эксперимент. Для него достаточно бутылки, наполненной водой примерно до половины, и источника тепла, масляный радиатор или батарея центрального отопления (в сезон, конечно). Для начала установим бутылку с водой на некотором расстоянии от источника тепла, можно начать с одного метра, и затем раз в день будем понемногу уменьшать расстояние и наблюдать, что происходит в бутылке. А в бутылке будет происходить следующее: на стенке, обращенной от нагревателя образуется конденсат, и по мере приближения бутылки к нагревателю количество конденсата будет расти. Увеличится размер капель, их количество, покрываемая ими площадь, а также высота от уровня жидкости, на которую вода сможет подняться. До поры капли удерживаются на стенке, но достигнув определенного размера, подчиняясь силе тяготения, сползают вниз. Чем сильнее греется вода, тем быстрее образуются и стекают капли. Если экстраполировать эти наблюдения на большой цикл круговорота воды в природе, то получится вот какая картинка: при малом количестве солнечной энергии количество производимого Мировым океаном водяного пара будет невелико, он будет локализоваться вблизи от источника испарений, и будет до последнего оставаться в виде пара, растворенного в воздухе. То есть, это означает засушливость климата в удаленных от океана местах, малое количество осадков, медленный (а то и отрицательный) рост ледников в горах и на полюсах. Да-да, без водяного пара в воздухе ледники не регенерируют, а просто тают без возмещения потерь. Если же поддать жару, то увеличится количество пара, увеличится количество осадков, пресная вода будет достигать более удаленных от океана регионов, смягчая континентальный климат. Во-вторых, возможность достичь более холодных верхних слоев атмосферы приведет к тому, что не только вырастет количество осадков, но также снизится их температура и сократится время формирования осадков, что в свою очередь приведет к более эффективному охлаждению поверхности Земли. В-третьих, в горах и на полюсах (из-за большого угла падения солнечного света) создаются условия для накопления конденсата, и для того, чтобы этот конденсат промерзал и долго не таял. Вода сама в гору не потечет, для этого нужно приложить энергию, совершить работу. Вот Солнце эту работу и работает. Рост ледников в горах ведет к увеличению сброса рек и снижает температуру воды в них. Из-за большей массы вода медленнее прогревается, а значит несет прохладу на большую площадь и расстояние от истоков, что препятствует перегреванию воздуха. Кроме того, впитывание росы и осадков сухой землей происходит медленнее за счет того, что соединениям, из которых она состоит, необходимо время для растворения. Насыпав в чай сахар, мы не сомневаемся, что он растворится без осадка, но при этом помогаем, помешивая ложечкой, ускорить процесс. Землю ложечкой помешать трудно и потому процесс идет своим чередом, ни шатко ни валко. Влажная земля таких проблем не испытывает, вода уже содержится в грунте в виде растворов и адсорбция водяного пара и осадков просто ведет к снижению плотности этих растворов. И далее осмос выравнивает концентрацию растворов, распределяя воду дальше по земле. Земля насыщенная водой не только имеет большую массу и требует больше энергии для нагрева, но и охлаждается за счет испарения. Отсюда начинается малый цикл круговорота. Освещенные участки поверхности, сохраняют свою температуру, поскольку преобразуют солнечное тепло в испарение воды. Как результат температура воздуха также остается низкой. Участки в тени, будучи более холодными, притягивают эту воду, образуя росу. Роса впитывается в землю, насыщает ее, просачивается на нижние горизонты, питает реки и ручьи. Если снижается количество солнечной энергии, то, во-первых, часть районов Земли лишаются пресной воды. Ее никто не потерял, не выпил, ее никто не спустил в унитаз. Ее просто никогда не было, она не испарилась с поверхности Мирового океана, а осталась морской и соленой. При этом гравитация, которая собирает воду в Мировой океан, никуда не делась. В дополнение к гравитации, вода, насыщающая землю, высасывается растениями и испаряется с поверхности их листьев. Процесс происходил бы медленнее, за счет того, что на испарение все еще нужна энергия, а ее как раз стало меньше, но тут в действие вступает способность воздуха удерживать воду. Воздух, лишенный водяного пара из океана будет высасывать воду из растений до своего насыщения, а ветер обеспечит поддержание этого процесса, постоянно сдувая насыщенный воздух и подавая сухой. Высосанная из земли вода не компенсируется, поскольку не из чего компенсировать, и по мере исчерпания запасов влаги в земле изменяется и среда. Сухая земля имеет меньше массу и хуже проводит тепло (пространство между отдельными частицами грунта, ранее заполненное теплоносителем - водой, теперь заполнено теплоизолятором - воздухом), и уже не содержит воды, которую бы можно было испарить с поверхности, а потому ее верхний слой нагревается быстрее и до более высоких температур. Горячая земля нагревает воздух так, как углекислому газу и не снилось. Жара и сухость вместе, все это и создает идеальные условия для возникновения лесных и степных пожаров. Суммируя все вышесказанное можно сделать вывод, что не человечество виновно в росте уровня углекислого газа в атмосфере, а тот в свою очередь ни капли не виноват ни в повышении температуры воздуха, ни в изменении климата. Связь между этими явлениями есть, но они всего лишь симптомы процессов, повлиять на которые у человечества нет возможности, потому что они происходят далеко за пределами Земли и скромных возможностей нашей цивилизации