Молодой советский кандидат наук Михаил Будыко, выпускник Ленинградского политехнического, не планировал, что задержится в теме климата Земли дольше, чем на один-два года. В Главную геофизическую обсерваторию имени Воейкова после окончания вуза в 1942 году он попал по распределению, так как не мог выбраться из блокадного города.

В 1991 году уже академик Будыко прогнозировал, что средняя температура воздуха «в начале XXI века повысится примерно на один градус по сравнению с температурой в доиндустриальном периоде» — ровно об этом британские метеорологи заявили в конце прошлого года.

«Будыко – один из великих климатологов, его работы произвели революцию в том, как ученые думали о климате в целом и в частности о роли альбедо ледового покрова. Его исследование «Тепловой баланс поверхности Земли», переведенное на английский Ниной Степановой в 1958 году, имело очень серьезное влияние на все последующие климатические модели в США и в других странах», — сказал в интервью N+1 Мотт Грин, историк науки из университета Пьюджет-Саунд в штате Вашингтон.

Будыко был ограничен возможностями науки своего времени и, как говорят, отличался своеобразным характером (некоторые американские источники прямо называют его «нескромным»), но его работа стала фундаментом российской и мировой климатической науки. Поэтому первый оценочный доклад Росгидромета об изменении климата и его последствиях для России 2008 года посвящен памяти советского ученого.

Узкий круг революционеров

В одном из интервью Будыко рассказывает, что защитил докторскую диссертацию в 28 лет, а через шесть лет уже возглавил ГГО. На посту директора, по собственному признанию, Будыко «мог делать что хотел» — ему выделяли финансирование, а он принимал решения, в том числе и по изданию того самого атласа теплового баланса Земли в 1958 году. Фактически Будыко на долгие годы стал «климатическим царем» СССР: например, даже после того, как он ушел из ГГО в Гидрологический институт, он был бессменным сопредседателем совместной советско-американской рабочей группы, просуществовавшей почти 20 лет с начала 70-х.

В том же интервью Будыко говорит, что годом ранее приехал в США и познакомился «со всеми американскими климатологами» того времени. Всеми двумя: Гельмутом Ландсбергом, который тогда отвечал за климатическую науку в Бюро погоды США, и Чарльзом Торнтуэйтом, автором классификации климатов, которая используется и сейчас. (скорее всего, это все же не следует воспринимать буквально; видимо, у Будыко были высокие стандарты)

Наука о климате до времен Михаила Будыко и его коллег была описательной, а от теоретиков, рассуждающих о том, как работает климат, практики-метеорологи в основном предпочитали держаться подальше. Более того, климат долго рассматривался как некоторое статическое равновесие, вокруг которого колеблются погодные условия — естественная изменчивость и ничего более, причем ее масштабы можно было оценить. Именно поэтому Ландсберг, один из тех двух американских климатологов, в 1946 году говорил, что исторические данные о погоде прошлого можно считать надежным индикатором для будущей погоды.

Для того, чтобы сдвинуть климат с места, нужна была еще кое-какая базовая физика атмосферы, и к началу XX века она уже была. Джон Тиндалл и Жан-Батист Жозеф Фурье (да, тот, который с рядами) более-менее разобрались с парниковым эффектом как таковым, то есть поняли, почему без атмосферы Земля была бы намного холоднее. А чуть позже Сванте Аррениус и Томас Чемберлин оценили парниковый эффект углекислого газа в атмосфере и влияние колебаний его концентрации на климатические условия. Аррениус подсчитал, как изменится глобальная средняя температура при удвоении концентрации CO2 — у него получилось 5-6 градусов Цельсия. Сейчас чувствительность климата к удвоению концентрации углекислого газа оценивается примерно в 3 градуса.

(Прямые измерения концентрации CO2 на Мауна-Лоа, на основе которых строится кривая Килинга, начались в 1958 году, данные за предыдущие годы получены из пузырьков воздуха в ледовых кернах. В 1896 году, когда Сванте Аррениус рассуждал об удвоении концентрации CO2, она составляла где-то около 290 ppm, сейчас — около 400 ppm).

Томас Чемберлин же сделал первые оценки различных элементов углеродного баланса на Земле — сколько углерода запасено в литосфере, океанах и органических резервуарах (например, в лесах), а сколько в атмосфере. Он справедливо заметил, что по сравнению с остальными резервуарами доля атмосферы очень мала, но осторожно усомнился в том, насколько она может быть устойчива к воздействию.

Без русских климатологов не обошлось и здесь. Чуть раньше, в 1884 году тот самый Александр Воейков, имя которого носит ГГО, писал в своей монографии «Климаты земного шара, в особенности России»: «Я думаю, что одна из важнейших задач физических наук в настоящее время — ведение приходно-расходной книги солнечного тепла, получаемого земным шаром, с его воздушной и водяной оболочкой». Сегодня это называется энергетическим балансом Земли, и именно за эту задачу в итоге взялся Будыко.

Прошли по льду

В первой половине XX века климатологи вообще-то главным образом пытались объяснить, как приходят и уходят ледниковые периоды (и заодно понять, не на пороге ли очередное оледенение — как нетрудно предположить, этот вопрос особенно любили журналисты). Глобальное оледенение, которое как-то начиналось и потом отчего-то вдруг заканчивалось, не очень стыковалось с идеей статического климата.

Сербский инженер, математик, астроном и вообще человек многих талантов Милутин Миланкович в начале 1920-х годов довел до ума идеи своих предшественников и рассчитал, как изменения параметров орбиты Земли и других планет — эксцентриситет, наклон оси и прецессия — влияют на климат и в частности на ледовый покров (и, следовательно, на альбедо, то есть отражательную способность поверхности). Эти циклы Миланковича руководят климатом Земли на горизонтах десятков тысяч лет, и это очень медленные изменения (существование которых никто не отрицает, просто разговор в проблеме антропогенного изменения климата совсем не о них).

Миланкович и те, кто развивал его идеи, пришли к одному очень важному моменту: они поняли, что изменение альбедо в результате изменения климата — более темная вода или почва на месте белого снега и наоборот — в свою очередь, тоже влияло на климат. Это типичная положительная обратная связь, которая может «раскачать» даже относительно слабые колебания.

Будыко же проблема морских льдов интересовала в очень практическом аспекте: в 1962 году он предположил, что в духе сталинского «Плана преобразования природы» их можно быстро растопить.

«Согласно Будыко, для этого было достаточно распылить над Арктикой сажу, собранную за несколько лет из отходов резиновой промышленности. Быстрое потемнение поверхности льда и снега должно было увеличить количество поглощенной солнечной радиации и привести к ускоренному таянию морских льдов», — пишет в своей статье географ из Государственного университета штата Нью-Йорк в Олбани Андрей Лапенис.

Статья Будыко «Некоторые пути воздействия на климат» во втором номере журнала «Метеорология и гидрология» за 1962 год, на которую, по-видимому, ссылается историк (точной ссылки там нет), вообще-то не упоминает никаких отходов резиновой промышленности. Там говорится, что если по итогам детальных исследований последствия полного исчезновения льда в Арктике будут признаны благоприятными, «полярные льды рано или поздно будут уничтожены». Детальные исследования показали, что благоприятного мало, но и Арктика пока не будет таять бесповоротно (максимум на лето).

Читать дальше.