А.В. Салагаева, Р.Г. Хлебопрос, В.Ф. Шабанов

Красноярский научный центр СО РАН,
Сибирский федеральный университет

В данной работе предлагается принципиально новый подход к решению проблемы парникового эффекта. Техническая деятельность человека, и прежде всего энергетика, основанная на сжигании углеродного топлива, изменяет состав земной атмосферы. Это изменение неизбежно приводит к изменению климата, которое уже наблюдается и может быть предсказано на будущее. Для изменения ситуации в лучшую сторону учеными разных стран при поддержке ООН был разработан Киотский протокол. Выполнение Киотского протокола снизит Валовой Национальный Продукт (ВНП) на 1–2% в США и промышленно развитых странах. Экономике развитых стран будет нанесен значительный ущерб. В последнее время появились данные о влиянии космических лучей на климат планеты. Согласно этим данным космические лучи оказывают существенное влияние на климат Земли, образуя облака и аэрозоли, что существенно изменяет альбедо. Изменяя альбедо в данной области планеты с помощью потоков заряженных частиц, можно регулировать температурный режим без существенных экономических затрат.

A.V. Salagaeva, R.G. Khlebopros, V.F. Shabanov

Prevention of negative effect of global warming by change albedo planets

Krasnoyarsk Scientific Center of SB RAS

Siberian Federal University

In the given work essentially new approach to the decision of a problem of a hotbed effect is offered. Technical activity of the person, and, first of all the power based on burning of carbon fuel, changes structure of terrestrial atmosphere. This change inevitably leads to climate change which is already observed and can be predicted on the future. For situation change to the best scientists of the different countries at United Nations support had been developed the Kiotsky protocol. Fulfilment of the Kiotsky protocol will lower Gross National Product on 1-2 % in the USA and industrially developed countries. The much bigger damage will be caused to economy of the developed countries. Recently there was data of researches about influence of space beams on a planet climate. According to this data space beams exercise a significant influence on a climate of the Earth, forming clouds and aerosols that essentially changes альбедо. Changing альбедо in the field planets by means of streams of the charged particles, it is possible to regulate temperature range without essential economic expenses.

Введение

Глобальные экологические проблемы, то есть проблемы, касающиеся всей поверхности Земли, являются одними из самых животрепещущих проблем начала XXI века. Одна из таких проблем – повышение температуры поверхности Земли вследствие выброса углекислого газа в атмосферу [1]. Межправительственная группа по исследованию климатических изменений (Intergovernmental Panel on Climate Change), поддерживаемая ООН и состоящая из примерно 2000 ученых разных стран, предсказывает, что к 2100 году среднегодовая температура Земли повысится не менее чем на 1°С, но возможно, и на величину до 3,5° С – если только не будет резко уменьшена выработка «парниковых газов». Срочность необходимых мер связана с тем, что СО₂ и другие «парниковые газы», попав в атмосферу, могут оставаться там не менее ста лет. Ожидается, что наибольшее возрастание температуры произойдет между 40° и 70°N [1]. Именно в этих местах произошло наибольшее потепление в ХХ столетии. Например, при нынешнем уровне потребления углеродных топлив средняя температура июля в центре Вашингтона, составляющая теперь 30° C,через сто лет возрастет на 5 ° [2].

Но повышение температуры – это еще не самое важное изменение климата. Как пишут авторы обзора [2], термин «глобальное потепление» в некотором смысле обманчив, потому что создает впечатление, будто средняя температура важнее всего. Между тем это во многих отношениях наименее важный аспект целого ряда явлений, вытекающих из глобального потепления.

Экскалация эффекта глобального потепления [3] приведет к таянию ледников [4, 5], повышению уровня океана [6], нарушению экологического равновесия [3, 7, 8] (например, некоторые растения, вероятно, расширят диапазоны распространения с изменением климата [9]), негативному влиянию на здоровье людей [10], распространению эпидемий [11].

В данной работе предлагается принципиально новый подход, основанный не на сокращении промышленного производства, а на управлении парниковым эффектом путем изменения альбедо (отражательной способности) в данной области планеты. Полная энергия солнечного излучения хорошо известна [1]. Известно также, какая часть ее задерживается атмосферой [1], рассеивающей это излучение: лишь около половины его достигает поверхности Земли. Лучи самых высоких частот – это гамма-, рентгеновские и ультрафиолетовые лучи. Они составляют небольшую часть солнечного излучения и в основном задерживаются верхними слоями атмосферы. Земля, в свою очередь, излучает в космос только инфракрасные лучи, длиной от 3 до 30 мкм. Поскольку температура Земли (на ее излучающей поверхности) меняется очень медленно, то, по законам термодинамики, Земля должна находиться в «термодинамическом равновесии с окружающей средой, то есть излучать столько же энергии, сколько поглощает. Так как величина падающего на Землю потока энергии известна, то известна и энергия ее собственного излучения Е [1]. Как выяснилось в ходе исследования, проведенного сотрудниками института ядерной физики им. Макса Планка, под воздействием космической радиации в нижних слоях земной атмосферы происходят ядерные реакции, изменяющие содержание отдельных химических элементов, что, в конечном итоге, приводит к формированию облачных масс повышенной плотности. То, что облака играют весьма значительную роль в динамике климатических изменений, известно уже давно, хотя каким именно образом облачный покров Земли влияет на климат, до сих пор точно не установлено. Тем более, что влияние это бывает диаметрально противоположным: одни облака способствуют охлаждению планеты, другие – обогреванию [12]. Нир Шавив из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль) и Ян Файцер из Рурского университета в Бохуме (Северный Рейн-Вестфалия, ФРГ) пришли к выводу, что космические лучи способны влиять на климат нашей планеты. Как выяснилось, Земля очень чувствительна к интенсивному излучению, исходящему от газо-пылевых облаков и умирающих звезд. Оно повышает количество заряженных частиц в атмосфере Земли, и, по мнению многих ученых, способствует формированию плотных, низких облаков. Эти облака в свою очередь препятствуют нагреву Солнцем поверхности планеты. Вероятно, именно из-за них примерно раз в 150 миллионов лет Земля охлаждается до такой степени, что наступают «ледниковые периоды». Шавив и Файцер создали математическую модель воздействия космических лучей на климат нашей планеты. При этом они, в частности, использовали приблизительно подсчитанные данные о температуре воздуха Земли за последние 500 миллионов лет. Расчеты исследователей позволяют предположить, что за указанный период космические лучи привнесли в изменения земного климата свой примерно 75-процентный вклад [13]. Схема этого влияния, как считают исследователи из Центральной аэрологической обсерватории Росгидромета РФ и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), выглядит следующим образом. Поток космических лучей, который непрерывно попадает в атмосферу, при взаимодействии с ней порождает вторичное излучение. Вторичное излучение ионизирует воздух в страто- и тропосфере, усиливая его электропроводность. При этом облегчается прилипание к незаряженным аэрозольным частицам легких ионов, и заряженные аэрозольные частицы становятся центрами конденсации водяного пара. В результате усиливается облачность, которая ослабляет поток солнечной энергии и снижает температуру приземной атмосферы [14], и, следовательно, увеличивает альбедо (отражательную способность). Таким образом, создается положительная обратная связь. Величину альбедо можно представить в виде:

(1)

где Е_otr – отраженный поток; Е – падающий поток; α(h) – коэффициент ослабления (км^-1); h – высота (км). Управляя параметром α(h), можно управлять температурным режимом в данной области Земли.

Адиабатическая модель атмосферы

Поскольку Земля обладает сравнительно плотной атмосферой, то в нижнем и наиболее плотном слое – тропосфере – перенос тепла происходит в основном конвективным путем [15]. Отсюда следует главный вывод, что среднее распределение температуры в толще тропосферы Т должно быть близким к адиабатическому закону Т=Ср^α, где α – показатель адиабаты, зависящий от теплоемкости воздушной смеси атмосферных газов. Пусть на Землю падает поток солнечной энергии, характеризуемый температурой абсолютно черного тела Т_b :

(2)

где S= 1,367 ·10⁶ эрг/см2 ·с – солнечная постоянная; σ=5,67 · 10-5 эрг/см2 · с · град4 – постоянная Стефана-Больцмана [15]. Часть солнечного излучения, характеризуемой радиационной температурой Тr, отражается от Земли и вновь уходит в космос:

(3)

где А=0,3 – альбедо Земли. В этом случае температура Земли равна Т_r=206 К, а до Земли доходит только часть солнечной энергии, характеризуемой эффективной температурой:

(4)

равной для Земли Т_е=255 К.

Известно, что экватор Земли в настоящее время наклонен к плоскости эклиптики под углом ψ=23,44°. С учетом сферичности освещаемой Солнцем полярной области:

(5)

При сравнительно небольших углах прецессии распределение температуры в плотной тропосфере имеет следующий вид [15]:

(6)

Используя закон Ламберта для освещенности сферы, можно ввести в рассматриваемую модель широту местности φ. В этом случае понятие температуры абсолютно черного тела необходимо заменить понятием температуры серого тела:

(7)

Тогда распределение температуры в тропосфере будет выглядеть следующим образом:

(8)

где φ_ψ=φ·(1-ψ·δ) – эффективная широта местности с учетом того, что полярные области только по половине года освещены Солнцем; δ=1 летом в данном полушарии δ=0 зимой в том же полушарии; р – атмосферное давление; р₀ – атмосферное давление на уровне моря.

Энергетический баланс Земли

Рассмотрим подробнее энергетический баланс Земли. Пусть солнечное излучение падает на поверхность планеты. Часть солнечного излучения отражается, поэтому лишь около его половины согревает поверхность Земли. Поскольку температура Земли меняется очень медленно, то, по законам термодинамики, Земля должна находиться в состоянии термодинамического равновесия.

Данные по широтному распределению равновесной температуры для двух значений альбедо иллюстрирует рис.1.

Рис.1. Широтное распределение равновесной температуры по широте при разных значениях альбедо А=0,3 (1) и А1=0,4 (2)

Тогда энергетический баланс Земли можно записать следующим образом:

(9)

где σ – постоянная Стефана-Больцмана; Т – средняя температура; σТ⁴ – энергия теплового излучения Земли; А – альбедо (отражательная способность) Земли.

Фазовые портреты изменений среднегодовой температуры

Как известно, средняя температура земной поверхности, вычисленная по данным измерений в некотором году, меняется от года к году по случайным причинам. Ясно, что совпадение предсказаний с наблюдениями не может быть точнее этих колебаний. Для такого сравнения следует брать усредненные температуры за время, сглаживающее эти случайные изменения. Для изучения изменения среднегодовой температуры воспользуемся методом фазовых портретов.

Пусть Т_n – температура в текущем году, тогда Т_n+1 – температура в следующем году. Будем откладывать число Т_n по оси абсцисс, а Т_n+1 – по оси ординат. В результате получим кривую, играющую роль приближенного фазового портрета. Предположим, что атмосфера Земли состоит только из азота и кислорода, тогда фазовая кривая (рис. 2) имеет только одну равновесную точку (1), которой соответствует самая низкая температура Т₁=255К [16] (см. выражение 2). Но атмосфера Земли помимо азота и кислорода содержит водяные пары, метан, диоксид углерода, которые задерживают часть излучения Земли, т. е. возникает «парниковый эффект», что приводит к увеличению среднегодовой температуры. Поэтому фазовая кривая 2 имеет не одну, а три равновесные точки [17]: две устойчивые (1 и 3) и одну (2) неустойчивую. Точка 3 соответствует самой высокой температуре, которая установилась бы на планете, если бы атмосфера на 70% состояла из СО₂, при этом вся вода выкипела бы, что наблюдается на Венере. Точка 2 является точкой неустойчивого равновесия: при малейшем отклонении от этого состояния устанавливается либо «сверххолодный» (смещение в сторону 2 →1, вариант Марса), либо «сверхгорячий» сценарий (смещение в сторону 2 →3, вариант Венеры), одинаково несовместимые с существованием на планете жизни [17].

В случае наличия «парникового эффекта» энергетический баланс Земли будет выглядеть следующим образом:

(10)

где α – коэффициент «возврата» излучения.

В работе [18] показано, что если рассматривать круговорот углекислого газа с участием биоты, то на фазовом портрете образуется не одна устойчивая точка, а две. Промежуточная точка 2' является седловой точкой, которая при дальнейшем увеличении концентрации CO₂ смещается в область более высоких температур.

В зависимости от исхода «борьбы» биоты и вулканической деятельности на Земле, установится либо теплый климат, либо холодный, как сейчас.

Техническая деятельность человека приводит к дополнительным выбросам СО₂, который невозможно устранить, а, следовательно, и к увеличению коэффициента «возврата» α на некоторую величину σα: α'=α+ σα

Если продолжать выбрасывать СО₂ в атмосферу, то средняя температура планеты сместится в область более высоких температур, т.е., возможно, установится «теплый» температурный режим Земли [18].

Это изменение неизбежно приводит к изменению климата, которое уже наблюдается и может быть предсказано на будущее, если наша техника будет лишь количественно умножаться, оставаясь на нынешнем уровне развития. Инфракрасное излучение Земли уходит в космос через атмосферу. Молекулы газов, составляющих атмосферу, могут рассеивать это излучение, и в конечном счете возвращать часть его обратно на Землю. Главные составляющие земной атмосферы – двухатомные молекулы азота, кислорода и одноатомные молекулы аргона – не ответственны за этот процесс. Если бы атмосфера состояла только из этих главных газов, то она свободно пропускала бы излучение Земли. Препятствие для этого излучения представляют большие молекулы углекислого газа, метана и некоторые другие.

Рис. 2. Фазовый портрет изменения среднегодовой температуры.

Несмотря на небольшое содержание этих газов, они перехватывают (вместе с облаками) почти 90% длинноволнового излучения Земли и отсылают обратно на Землю значительную его часть. Поскольку оптические свойства этих газов известны, то можно вычислить, какую часть излучения эти газы не выпускают в космос. Парниковый эффект вовсе не новое явление, связанное с технической деятельностью человека; это явление существовало всегда. Можно подсчитать, что если бы вообще не было парникового эффекта, то средняя температура Земли была бы не +20°С, как сейчас, а -18°С и, скорее всего, при такой температуре жизнь возникнуть бы не могла. Таким образом, парниковый эффект благоприятен; опасно же его быстрое усиление, наблюдаемое с 1750 года – с начала технической революции [1].

60 % парникового эффекта обусловлено углекислым газом. Динамика содержания в атмосфере СО₂ тщательно изучена при исследовании воздуха, извлеченного из глубинных слоев антарктического льда. Оказалось, что с конца последнего ледникового периода (около 10000 лет назад) до 1750 г. оно было почти неизменным, а после Можно сопоставить этот рост с другой экспонентой – ростом потребления углеродного топлива, которое за последнее время удваивалось каждые десять лет. Экспоненциальное возрастание очень редко встречается в природе: оно означает положительную обратную связь, когда возрастание некоторого фактора ведет лишь к дальнейшему его возрастанию, причем тормозящие факторы не действуют. Так бывает при различных катастрофах вроде лесных пожаров или лавин. Напротив, в человеческой деятельности положительная обратная связь встречается сплошь и рядом. Нет сомнения, что оба экспоненциальных процесса – рост потребления углеродных топлив и рост содержания углекислого газа – связаны между собой, и что первый из них обусловливает второй. Рассмотрим круговорот углекислого газа в атмосфере. Как и в первом случае, воспользуемся для этого методом фазовых портретов. Первоначально имеется одна стационарная устойчивая точка 1. Со временем возникают две другие стационарные устойчивые точки (см. рис. 2). Это означает, что дальнейшие выбросы углекислого газа в атмосферу приведут к изменению температурного режима на планете в сторону увеличения средней температуры поверхности [1].

По поводу повышения температуры, предсказываемого любыми методами, следует сделать предварительные замечания. Как было упомянуто выше, средняя температура земной поверхности меняется от года к году по случайным причинам, хотя эти изменения невелики. Для сравнения следует брать усредненные температуры за время, сглаживающее эти случайные изменения. Таким способом получается равновесная температура, которая и имеется в виду в законе Стефана-Больцмана, тогда как случайные изменения от года к году отражают лишь неравновесные переходные процессы. Например, вряд ли возможно точно предсказать, какая температура будет в 2050 г., но можно предсказать среднее значение годовых температур между 2040 и 2060 гг. Далее следует упомянуть осложнение, связанное с водяными парами. Дело в том, что повышение температуры вследствие парникового действия таких газов, как СО₂, вызывает усиленное испарение воды, а молекулы водяного пара производят добавочный парниковый эффект. Процессы испарения и образования облаков предсказать трудно, и связанное с ними повышение температуры можно лишь предвидеть с некоторой неточностью [1].

Экология и экономика

При разработке Рамочной конвенции по изменению климата (РКИК), подписанной Россией в июне 1992 г. и ратифицированной в ноябре 1994 г., и развивающего ее Киотского протокола основное внимание уделялось вопросам сокращения промышленных эмиссий парниковых газов в результате спада промышленного производства [19]. Пусть объем производства энергии в некоторый момент времени равен Е, а величина выбросов СО₂ в окружающую среду равна εЕ [1]. Очевидно, что для экологической допустимости производства должно соблюдаться неравенство:

(11)

В действительности, все рассматриваемые величины переменны - зависят от времени и могут меняться [1]. Прежде всего, может меняться доля выбросов СО₂, она становится функцией времени t, т.е. каждому моменту времени будет соответствовать значение ε(t). Но можно также увеличивать и экологическую емкость области, так что P становится функцией времени P(t). Тогда и объем производства энергии Е может меняться со временем, если только удовлетворяется неравенство:

(12)

Таким образом, со временем меняются все три величины ε, Е, Р, но так, чтобы основное неравенство, «охраняющее» экологическую безопасность, никогда не нарушалось. Отсюда получаем ограничение объема производства энергии в данный момент [1]:

(13)

Пусть полный объем производства энергии составляет

(14)

где Е₁ – производство энергии Е₁ не дающей выбросов СО₂; Е₂ – производство энергии, связанное с выбросами СО₂; μ – доля производства энергии, связанной с выбросами CO₂, от производства энергии Е₁ не связанной с выбросами CO₂. μ, как и ε, является функцией времени t. Пусть μ и ε одновременно стремятся к нулю: μ→0, ε→0. При этом ε стремится к нулю гораздо быстрее, чем μ. Тогда Е(t) стремится к бесконечности (рис. 3): Е(t)→∞, а Р(t) стремится к нулю: Р(t) →0. В работах [4, 5] показано, что выполнение соглашений Киотского протокола приведет к сокращению ВНП на 1–2% . На экономической ситуации развивающихся стран, в том числе России, это скажется еще существеннее.

Рис. 3. Изменение Е(t) и ε(t) во времени (вариант решения проблемы глобального потепления, предлагаемый в работах [20–22]

Рис. 4. Параллельное развитие экологии и экономики [22] (вариант 2 решения проблемы глобального потепления путем управлением альбедо А).

Если в работах [20–22] предлагается уменьшить коэффициент «возврата» α'= α+ δ;α, т. е. устремить δα к нулю, то другой метод заключается в управлении глобальной температурой планеты посредством изменения альбедо (отражательной способности). При изменении α на некоторую величину δα, необходимо изменить альбедо А планеты на величину αА, которая скомпенсирует изменение коэффициента «возврата» δα, т.е. сохранить глобальную температуру Земли Т=const.

(15)

Из выражения (8) легко найти необходимые поправки к изменению альбедо δА:

(16)

Это примерно соответствует в настоящее время значению отношения δА/А=0,001.

В этом случае нет необходимости резко сокращать промышленные выбросы CO₂, что может быть значительно выгоднее с экономической точке зрения. Этот вариант решения проблемы глобального потепления представлен на рис. 4.

Космические лучи и парниковый эффект

Один из способов регуляции альбедо А – использование нано- и микрочастиц, а также материалов, отражающих солнечный свет, – был предложен работах [23]. Все эти методы не так безопасны. Например, использование наночастиц и микрочастиц, экранов из отражающих материалов способно нарушить влагооборот, существенно снизить среднюю температуру планеты, или, в случае технических сбоев, существенно ее повысить [24]. Отличие нашего способа управлением температурой планеты заключается в использовании заряженных частиц и водяных паров, которые способны образовать дополнительный облачный покров, что существенно снизит экономические затраты.

Заряженные аэрозольные частицы являются эффективными ядрами конденсации водяного пара, находящегося в атмосфере (на заряженных ядрах конденсация пара происходит при меньших пересыщениях, чем на незаряженных). В результате в атмосфере ускоряется процесс конденсации водяного пара и образования капель, что приводит к увеличению площади облачного покрова всего земного шара [25]. Рассеивая коротковолновое солнечное излучение, частицы уменьшают приток солнечной радиации к Земле. Поэтому альбедо эффект считается определяющим при увеличении содержания стратосферного аэрозольного слоя (САС) [25]. С другой стороны, САС поглощает длинноволновое тепловое излучение Земли, приводя к усилению тепличного эффекта [25]. При изменениях аэрозольного содержания САС изменяется приток солнечной радиации к тропосфере, что ведет к изменениям ее температуры и к изменениям теплового баланса. Воздействия САС на радиационно-тепловые изменения зависит прежде всего от размеров частиц и в меньшей степени от их состава и локализации [25]. В работе [25] показано, что очень маленькие (радиусом < 5 мкм) и большие (> 1 мкм) частицы вызывают нагревание поверхности [25]. Полагают [26], что тепличный эффект преобладает над эффектом альбедо для частиц со средним эффективным радиусом более 2 мкм [27]. Помимо размера аэрозольных частиц в качестве главного параметра, определяющего воздействие САС на климатические изменения, рассматривается также стратосферная аэрозольная оптическая толща - σ_а [26, 27].

Оптическая толща τ пропорциональна потоку вторичных космических лучей J: τ ~ J. Альбедо А связано с оптической толщей следующей зависимостью: А~ ехр(- τ). Поэтому, зная величину, на которую необходимо изменить оптическую толщу τ, легко найти приращение альбедо δА, т. к. δА ~ 1-ехр(-δ τ) ~ δJ.

Поэтому, для определения изменения альбедо δА достаточно рассчитать интенсивность потока заряженных частиц (например электронов), которые необходимо ввести в атмосферу на высоту приблизительно 20-25 км.

При распространении электромагнитного излучения в атмосфере оно ослабляется при взаимодействии с ее составляющими [25].Часть его энергии поглощается атомами, молекулами и аэрозолями, другая рассеивается на молекулах и аэрозолях. Наконец, часть поглощенной энергии возвращается за счет переизлучения. Под коэффициентом ослабления электромагнитного излучения понимают коэффициент пропорциональности в законе Бугера-Бэра [25]

(17)

где I - интенсивность излучения; h - высота; dI - изменение интенсивности излучения. при прохождении слоя среды dh; α - объемный коэффициент ослабления, км^-1, который является мерой всех взаимодействий, вносящих вклад в ослабление излучения при прохождении слоя среды dh. Его можно представить в виде [25]

(18)

где α_р, α_п - объемные коэффициенты рассеяния и поглощения. Если известно число рассеивающих и поглощающих центров в единице объема N(h), то при выполнении условия линейного взаимодействия соответствующие коэффициенты можно представить в виде [26]:

(19)

где σ(h) - сечение взаимодействия, см². Интегральное ослабление излучения, прошедшего расстояние Δh=h₂-h₁, может быть получено из (19) путем интегрирования [25]

(20)

Показатель степени экспоненты определяет оптическую толщу слоя и, следовательно, альбедо.

(21)

Число рассеивающих и поглощающих центров N(h) пропорционально интенсивности протонов космических лучей

(22)

где Е/L - линейные энергетические потери протонов; L - длина свободного пробега протона для поглощения; σ - суммарное сечение взаимодействия; х - давление (г/см²).

Отсюда

(23)

Подставляя (14) в (12), и интегрируя (12)

(24)

где γ(1, х/L) - неполная гамма-функция.

Тогда альбедо можно приблизительно определить как

(25)

В работах [28,29,30] приведен анализ среднемесячных спутниковых данных по площади нижней облачности за период 1983 г. по 1994 г. Показано, что за время 11 – летнего солнечного цикла площадь, занятая облаками, увеличилась на ~ 2 %. Ее изменения происходили в фазе с изменениями потока космических лучей (коэффициент корреляции 0.9), который за указанный период согласно данным нейтронного монитора Climax изменился на ~ 20%. В [27] показано, что при изменении облачности на ~ 2 % изменения радиационного бюджета составят ~ 1.2 Вт/м². На Рис. 4 изображен график изменения концентрации аэрозолей и вторичных нейтронов с высотой. Видно, что поток вторичных нейтронов особенно хорошо коррелирует с концентрацией аэрозолей в атмосфере на высотах 20-35 км и 80-100 км, где коэффициент корреляции достигает 1. На высотах от 40-75 км коэффициент корреляции равен 0,66, что несколько противоречит результатам работы [31]

Рис. 6., Объемный коэффициент аэрозолей, рассчитанный по модели [10] и с помощью выражения (18) 1 и 2 соответственно.

Заключение

Метод, предложенный в данной работе, позволяет без значительных потерь для экономического развития изменять температурный режим в благоприятную сторону, управляя объемным коэффициентом рассеяния с помощью потоков заряженных частиц.

Так как космические лучи оказывают значительное влияние на климат, образуя облака и аэрозоли, а облака и аэрозоли вносят значительный вклад в альбедо, то для нейтрализации парникового эффекта предлагается использовать пучки заряженных частиц, которые способны в данной в области образовывать дополнительный облачный покров и тем самым изменить температурный режим в благоприятную сторону.

Рассматриваемый здесь метод следует считать предварительным, поскольку необходимо провести более подробный анализ физических и климатических изменений в атмосфере (в том числе и влияние на озоновый слой Земли и ионосферу).

Следует также оценить стоимость научных исследований и реализаций «внесения» в стратосферу искусственных потоков заряженных частиц и твердых частиц микронного размера (от 0,1 до 2 мкм).

Предлагаемый метод следует рассматривать как переход от «спасения» средней температуры планеты к управлению температурным режимом планеты вне зависимости от причин, вызвавших изменение средней температуры планеты.

Литература

1.Р.Г. Хлебпрос, В.А. Охонин, А.И. Фет. Катастрофы в природе и обществе. - Сибирский Федеральный Университет, Красноярский научный центр СО РАН, Институт биофизики СО РАН.: ИД «Сова», - 2008, - с. 14, 15, 30, 31, 89, 90, 107-119.

2. Washington Post. - 1997, - 12.

3. Emma Marris. The escalator effect. Nature, 1, 94-96 (2007)

4. Anna Barnett. Deep-sea collapse. Nature, 2, 26 (2008), p.26

5. Gary Braasch. A novel view of a warming world. Nature, 2, 33 (2008)

6. Mason Inman. Where warming hits hard. Nature, 3, 18-21 (2009)

7. Anna Armstrong. Fading forests. Nature, 3, 15 (2009)

8. Anna Armstrong. Leaf-level warming. Nature, 3, 29 (2009)

9. Alicia Newton. Early seasons. Nature, 3, 15 (2009)

10. Brian Hoyle. Accounting for climate ills. Nature, 2, 79 (2008)

11. Anna Armstrong. Physical effects. Nature, 2, 138 (2008)

12. http// www.zvezdi-oriona.ru/205008.htm.

13. http// science.compulenta.ru/40633/.

14. http/prognoz.org/article/kosmicheskie-luchi-vyzyvayut-pokholodanie /.

15. О.Г. Сорохтин. Адиабатическая теория парникового эффекта. Опубл. В сб. Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий. - М.: Наука, - 2006, - с. 101-129.

16. Gorshkov V.G., Makarieva A.M. Greenhouse effect dependence on atmospheric concentrations of greenhouse substances and the nature of climate stability on Earth. //Atmos. Chem. Phys. Discuss. - 2, - 2002, p. 289-337

17. Gorshkov V.G., Makarieva A.M. Biotic regulation of the environment: Its role today.// Abstracts of the VIth Congress of the European Society for Evolutionary Biology. - 24-28 August, - 1997

18. D. A. Semenov, R. G. Khlebopros. Biophysical Aspects of the Biosphere Impact on Global Climate. //Lectures AN. - 3, - 2002

19. А.С. Исаев, Г.Н. Коровин. Леса России и Киотский протокол. - Опубл. В сб. Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий. - М.: Наука, - 2006, - с. 287.

20. http://www.lse.ac.uk

21. http:// www.albioncom.ru/univercity/england/catalog/-id=40

22. Dirk Solte. Understanding teh worlds' s crisis: an opportynity for global action for a sustainable future. (2009)

23. Hannah Hoag. Risky business: Altering the atmosphere. Nature 3, 34-35 (2007)

24. BBC NEWS CHANNEL. Five Ways To Save The World. 20 February (2007)

25. В.В. Зуев. Лидарный контроль стратосферы. - Н.: Наука, - 2004, - с. 56, 57, 77.

26. J. A. Coakley, G. Grams. Relative influence of visible and infrared optical properties of a stratospheric aerosol laer on the global climate// J. Appl. Meteorol. - Vol. 15. - 1976, - p. 679-691.

27. A. Lacis, J. Hansen, M. Sato. Climate forcing by stratospheric aerosol// J. Geophis. Res. Lett. - Vol. 19, - 1992, - p. 1607-1610.

28. http//theory.asu.ru/~raikin/Physics/PCR/RCRC/2004_Moscow/papers/DKL2504.pdf.

29. Svensmark H. and E. Friis-Christensen. // J. Atm. Solar-Terr. Physics. - V. 59, - 1997, p. 1225.

30. CLOUD. A study of the link between cosmic rays and clouds with a cloud chamber at

the CERN PS. - 2000.

31. http//www.chukin.ru/publish/2007-02-27.pdf.