По мере роста использования энергии, которая после всех преобразований в конце концов переходит в форму тепловой, вклад антропогенного тепла в тепловой баланс планеты непрерывно возрастает. Решающее значение этот вклад приобретает при этом, однако, не в суммарном теплообмене планеты, от которого он пока еще составляет доли процента. Важным фактором, влияющим на климатические особенности отдельных территорий, оказывается скопление антропогенных источников тепла на ограниченных участках концентрированного размещения больших городов и промышленных зон. Создавая устойчивые восходящие потоки нагретого воздуха, крупные промышленно-городские центры не только изменяют ход климатических процессов в непосредственной близости от себя, но могут, по-видимому, влиять и на характер распределения воздушных потоков. Такой техногенный тепловой поток, хоть он определяется энергией, часто на много порядков меньшей, чем та, которая реализуется в атмосферных процессах, может сыграть роль стрелочника. Действительно, ничтожная по сравнению с энергией движущегося поезда энергия, затрачиваемая на перевод стрелки, определяет выбор направления его движения.
В предыдущих статьях мы обсудили роль в загрязнении атмосферы пылевых выбросов промышленных предприятий, тепловых электростанций, пыльных бурь и других источников мельчайших твердых частиц, пыли, попадающей в атмосферу в результате человеческой деятельности. Вклад техногенного запыления атмосферы в изменения альбедо может быть двояким. С одной стороны, уменьшение прозрачности атмосферы увеличивает отражение и рассеяние в пространстве солнечного излучения. В то же время запыление горных ледников и заснеженных поверхностей снижает их отражательную способность и ускоряет таяние.
Влияние углекислого газа
Но наибольшую угрозу для теплового баланса Земли создает увеличение концентрации в атмосфере углекислого газа. За последние десятилетия содержание углекислого газа в атмосфере повысилось на 12-15%. Углекислота поглощает инфракрасное излучение, поэтому она не влияет на приток к поверхности планеты световой энергии, но препятствует излучению тепла в пространство. Эта роль углекислого газа аналогична роли стеклянной крыши теплицы или парника, почему нагревание поверхности Земли из-за повышения его содержания в атмосфере и названо парниковым эффектом.
Подобным свойством обладают и некоторые другие газы, в частности газообразные углеводороды. Из них только метан вносит заметный вклад в парниковый эффект, поскольку его содержание в атмосфере много выше, чем всех остальных «парниковых» газов из числа углеводородов. Он попадает в воздух как из естественных источников, болот и застойных водоемов, в илах которых идут процессы метанового брожения, так и при утечках в процессе добычи, транспортировки и использования природного газа. Но угроза развития парникового эффекта связана в основном, минимум на 80%, с углекислым газом.
Основным источником энергии для самых разных систем промышленности, энергетики и транспорта еще на многие годы останется, очевидно, сжигание нефти, каменного угля, газа и других углеродсодержащих видов топлива. Угроза, дальнейшего повышения концентрации углекислого газа в воздухе по этой и другим причинам, речь о которых впереди, и развития парникового эффекта совершенно реальна.