За счет сжигания ископаемого топлива, в частности нефти и газа, люди выбрасывают в атмосферу около 30 миллиардов тонн диоксида углерода (СО2) в год. Это приводит к нарушению биологического (быстрого) углеродного цикла и возрастающему парниковому эффекту. Несмотря на большие годовые колебания уровня диоксида углерода из-за обменных процессов между атмосферой, океанами, почвой и лесами, почти половина антропогенной эмиссии остается в воздухе, так как океаны, почва и леса не в состоянии поглотить его. В результате СО2 постоянно накапливается в атмосфере.

Рис. 1  Доля общей антропогенной эмиссии, остающаяся: а) в атмосфере, b) в наземной растительности и почве, с) в океанах. Из Canadell (2007)

Мюррей Салби, профессор Macquarie University в Сиднее, Австралия, в предстоящей публикации пытается обосновать, что причиной нынешнего роста диоксида углерода является рост температуры. Как становится ясно из подкаста лекции Салби в Sydney Institute на этой неделе, он совершенно не понимает углеродный цикл, и, похоже, что его гипотеза является результатом этого фундаментального непонимания.

Как Салби запутался в углеродном цикле

Профессор Салби в своей лекции ссылается на несколько графиков, но мне не удалось найти их первоисточники, поэтому придется полагаться на то, что мне удалось извлечь из подкаста, причем из-за его продолжительности я вынужден буду остановиться только на самых очевидных ошибках. В начале Салби заявляет:

"текущее значение СО2 380 ppmv" (объемных частей на миллион)

Такое начало не слишком обнадеживает, он ссылается на атмосферную концентрацию СО2 в 2005 году вместо 393 объемных частей на миллион (ppmv) в нынешнем 2011 году. Это не фатальная ошибка, конечно, но, тем не менее, неприятная.

"общая годовая эмиссия дает рост в среднем на 1,5 ppmv в год. Это среднее значение, как вы видите. Но в действительности оно сильно меняется от года к году, более чем на 100%. От близкого к нулю до 3 ppmv. Суммарная глобальная эмиссия СО2 меняется независимо от вклада людей"

Эмоциональное ударение и драматизм голоса в этом месте призваны подчеркнуть, что Салби наткнулся на нечто важное, никем не замеченное раньше. Перед лицом этого факта  кажется смехотворной возня всей этой армии ученых, столько лет потративших на углеродный цикл и не заметивших столь разительного обстоятельства. Нет, конечно, они не заметили.

Как указано в первом абзаце этого поста (и как можно видеть на Рис. 1), естественный поток СО2 между природными системами меняется от года к году. Этот поток в 20-30 раз больше среднего человеческого вклада, но в долгосрочном плане он сбалансирован. Причинами такой вариационности являются, в основном, Эль Ниньо и Ла Нинья в тихоокеанских тропиках, которые изменяют характер распределения осадков в большей части мира и ассоциируются с нагревом и охлаждением экваториальных вод Тихого океана. Изменение температуры поверхностных вод и эпизодическое вертикальное перемешивание насыщенных СО2 вод существенно затрагивает поглощение и выделение СО2 из океанов, а характер распределения осадков, разумеется, сильно влияет на рост растений.

В результате наземная растительность поглощает больше СО2 в периоды Ла Нинья и отдает больше  СО2 во время Эль Ниньо. В океанах тенденция обратная, Эль Ниньо приводит к увеличению абсорбции, а Ла Нинья - к большей отдаче СО2. (Рис. 2)

Рис. 2 (a) Временной тренд обмена СО2 между атмосферой и наземной растительностью (плюс микроорганизмы в почве) (b) то же, но для обмена СО2 между атмосферой и океаном. Красным показаны фазы Эль Ниньо, синим - Ла Нинья. См.  Keeling (1995).

Нет никакой причины, чтобы эти годовые флуктуации соответствовали антропогенной эмиссии. Во всяком случае, Салби не поясняет, почему он ожидал этого.

Убедив себя на этом этапе в независимости краткосрочных изменений СО2 от антропогенной эмиссии, Салби делает вывод, что и в долгосрочном плане такая связь должна отсутствовать. Он идет дальше и выводит формулу связи СО2 с температурой. Автор заявляет о хорошем согласовании с данными в прошлом, до 1960 года, но дальше появляется отклонение от данных наблюдений на 10 ppmv. На 1880 год, начало отбора проб СО2, он дает величину 275 ppmv со скандальной неопределенностью от 220 до 330 ppmv!

Несоответствие результатов его формулы и данных замеров наземной температуры автор объясняет ненадежностью этих данных. Что касается несовпадения его расчетного тренда и данных кернов льда за 1880 год (т.е. СО2 в воздухе, попавшем в массив льда в то время), он отвергает значение последних, поскольку это всего лишь "косвенные свидетельства". Несомненно, это большая новость для специалистов по кернам льда, таких, как Dr Richard Alley.

Можно видеть, что всякий раз, когда данные наблюдений противоречат его "модели", Салби предпочитает верить "модели", а не данным. Что идет вразрез с обычной  "скептической мудростью" о бесполезности моделей и доверии исключительно наблюдениям.

Вопросы и ответы - как бы не выстрелить себе в ногу!

Ответы на вопросы в конце лекции Салби содержат ряд "перлов", которые усиливают подозрение, что он влез в область науки, о которой имеет смутное представление. Например:

"Я думаю, достойно сожаления, что публика понимает слишком буквально косвенные индикаторы СО2, керны льда. Это не атмосферный СО2, я сомневаюсь даже, что это вообще СО2, который находился в воздухе при формировании этого слоя льда".

Это абсурд. Прежде чем делать такие заявления, профессору Салби следовало бы ознакомиться с гляциологическими исследованиями, поскольку СО2 из кернов древнего льда представляет именно то, что измеряется, за исключением некоторых неопределенностей в датировке ряда образцов.

"СО2 продолжает расти в новом тысячелетии, даже несколько быстрее, чем раньше, а глобальная температура не растет. Она скорее снизилась в первом десятилетии 21 века. Я уверен, что IPCC (межправительственная группа экспертов по изменению климата) должна будет дать объяснения, им есть что объяснять"

На этом стоит задержаться. Салби в своих построениях исходил из того, что уровень СО2 в воздухе непосредственно определяется температурой - увеличьте температуру, и вы увеличите СО2. А здесь он утверждает, что СО2 может расти без соответствующего роста температуры. Это противоречит его "модели". Он слишком увлекся нападками на IPCC, чтобы заметить собственную непоследовательность, никто из его слушателей тоже этого не заметил.

Отметим, что "замедление нулевых" недавно обсуждалось на нашем сайте здесь и здесь.

Если кривые похожи

Опытные читатели заметят сходство между построениями Салби и ответом Лону Хокеру на нашем сайте в прошлом году. В целом они следуют методу других недавних недобросовестных исследований таких авторов, как Roy Spencer и Craig Loehle & Nicola Scafetta. А именно: найти любую малозначительное статистическое соотношение  между какими-нибудь наборами данных, и использовать его для утверждения, что общепринятая точка зрения неверна. На деле у таких соотношений нет никакой физической основы, либо эта основа не вписывается в хорошо известные рамки общепринятой науки, или они противоречит другим многочисленным наборам данных, но это ничуть не беспокоит "скептиков". Хотя беспокоиться есть о чем.

Что же следует из работы Салби, если его выводы верны? Как я понял из подкаста, изменение средней температуры поверхности на 0,8 С приводит к изменению СО2 примерно на 120 ppmv. Следовательно, можно заглянуть в прошлое и посмотреть, каков, по его мнению, должен был быть уровень СО2 в период последнего оледенения (его максимума), когда глобальная температура была на 4-6 С ниже нынешней. Сегодня в атмосфере 392 ppmv СО2, значит, охлаждение на 4С уже дает отрицательные значения СО2 для последнего оледенения. Следовательно, если верить профессору Салби, любая зависимая от растений жизнь на Земле должна была погибнуть (в том числе и все животные). А Земля превратилась бы в ледяной шар.

Рис. 3 Последний ледниковый период согласно Мюррею Салби? Вымышленная картинка с сайта celestiamotherlode.net  

Наука описывает реальность (но вообще-то бывает всякое...)

Не рассмотрев расчеты Салби, невозможно нанести "последний удар" по его утверждениям, но мне представляется это излишним, учитывая множество изъянов в его работе и общий уровень способности делать логические суждения.

Постепенный рост СО2 в атмосфере отстает от антропогенной эмиссии, откуда элементарно следует, что излишек должен уходить в океаны, леса и почвы, т.е. в другие компоненты "короткого" углеродного цикла.

Красноречивым свидетельством антропогенной эмиссии от сжигания ископаемого топлива является поглощение большей части СО2 океанами. Согласно закону Генри, можно ожидать увеличения абсорбции СО2 океанами по мере насыщения воздуха углекислотой. Иначе говоря, СО2 должен быть из внешнего по отношению к "быстрому" углеродному циклу источника. Это подтверждается замерами, показывающими накопление СО2 в океане, а также находит свое отражение в снижении pH океана, что демонстрирует именно долговременную аккумуляцию, а вовсе не высвобождение СО2 из океана, о котором говорит Салби.

Также известно, что наземная растительность увеличила свою массу - из-за восстановления лесов в Северном полушарии и "удобрения" тропических лесов избытком СО2. Это тоже поглощение углерода, причем затронуты столь обширные области, что можно ожидать влияния на уровень атмосферного СО2 в глобальном масштабе.

Есть еще ряд других проблем с "моделью" Салби, связанных, в частности, с данными кернов льда, и с тем, откуда исходит потепление. Но притом, что фундаментальные предпосылки построений Салби столь очевидно ложны, нет необходимости входить в эти детали.

Автор ответа dana 1981. Последнее обновление 13 августа 2011 года.