Всего несколько столетий назад планета пережила небольшое оледенение, причудливо названное Малым ледниковым периодом. Часть его совпала с периодом низкой солнечной активности, называемым Маундеровским минимумом (по имени астронома Эдварда Маундера). Считается, что сочетание низкой светимости солнца и высокой вулканической активности было главной причиной (Free 1999, Crowley 2001), при этом изменения в океанской циркуляции также воздействовали на температуры в Европе (Mann 2002).

Рис. 1: Общая светимость солнца (TSI). TSI за 1880 - 1978 годы по Solanki. TSI за 1979 - 2009 годы по данным Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos (PMOD).

Правда ли, что мы движемся к еще одному Маундеровскому минимуму? Сейчас солнечная активность демонстрирует долгосрочный тренд понижения. В 2009 году светимость солнца была самой низкой за более чем столетний период. Но предсказание солнечной активности проблематично. Переход от периода "grand maxima" (ситуации конца 20-го столетия) к "grand minima" (условия Маундеровского минимума) представляет из себя хаотический процесс , который трудно прогнозировать (Usoskin 2007).

Но предположим, что солнце войдет в Маундеровский минимум в течение 21-го века. Как это подействует на климат? Симуляции ответа климата на падение светимости солнца до уровней Маундеровского минимума показывают, что снижение температуры из-за состояния солнца будет незначительным по сравнению с потеплением из-за антропогенных парниковых газов (Feulner 2010). Охлаждение от снижения солнечной энергии оценивается в среднем 0,1 °C (с максимально возможным значением 0.3°C), при том что потепление от парниковых газов будет около 3,7 - 4,5 °C, в зависимости от эмиссии СО2 в 21-м столетии (еще об этом исследовании...).

Рис. 2 Глобальные средние температурные аномалии в период с 1900 по 2100 год по отношению к периоду с 1961 по 1990 годы для сценариев А1В (красные линии) и А2 (фиолетовые линии) для трех различных воздействий солнца, соответствующих обычному 11-летнему циклу (сплошная линия), и новому Гранд минимуму со светимостями солнца по недавней реконструкции светимости для Маундеровского минимума (пунктир) и для более низкой светимости (точки). Также показаны наблюдаемые температуры по NASA GISS до 2009 года (синяя линия) (Feulner 2010).

Однако наш климат испытывал и много более драматические перемены, чем Малый ледниковый период. На протяжении последних 400000 лет планета проходила через ледниковые периоды, прерываемые примерно раз в 100000 лет короткими теплыми интервалами. Эти теплые периоды, называемые межледниковыми, обычно длятся около 10000 лет. текущий межледниковый период начался около 11000 лет назад. Не может ли оказаться, что мы стоим на грани завершения нашего межледникового периода?

Рис. 3 Изменения температуры на станции "Восток", Антарктида (Petit 2000). Межледниковые периоды отмечены зеленым.

С чего начинаются оледенения? Изменения орбиты Земли приводят к тому, что северному полушарию достается летом меньше солнечного света (инсоляции), Ледяной покров меньше тает летом и постепенно растет на протяжении тысячелетий. Это увеличивает альбедо Земли, что усиливает похолодание, распространяя ледовый покров еще быстрее. Процесс продолжается около 10000 - 20000 лет, ввергая планету в оледенение.

Какое действие произведет наша эмиссия СО2 на будущие эпохи оледенений? Этот вопрос рассматривался в одном исследовании, посвященном механизму "спускового крючка" оледенения - какое падение инсоляции северного полушария летом необходимо, чтобы начался процесс роста ледового покрова (Archer 2005). Чем больше СО2 в атмосфере, тем ниже нужна инсоляция для запуска процесса оледенения.

Рис. 4 показывает ответ климата на разные сценарии эмиссии СО2. Зеленая линия это естественное поведение без эмиссии СО2. Синяя линия представляет антропогенное высвобождение в атмосферу 300 гигатонн углерода - мы уже прошли этот рубеж. Эмиссия 1000 гигатонн углерода (оранжевая линия) предотвратила бы оледенение на следующие 130000 лет. Если эмиссия составит 3000 гигатонн или больше, оледенение будет предотвращено как минимум на полмиллиона лет. Исходя из нынешнего положения дел можно сказать, что сочетание относительно слабого орбитального воздействия с большим временем жизни диоксида углерода вероятно приведет к самому длинному межледниковому периоду за последние 2,6 млн. лет.

Рис. 4 Воздействие СО2 из ископаемого топлива на будущие изменения глобальной средней температуры. Зеленая линия представляет естественное поведение. Синяя линия представляет антропогенное высвобождение в атмосферу 300 гигатонн С, оранжевая – 1000 гигатонн С и красная линия 5000 гигатонн С (Archer 2005).

Итак, можно успокоиться, новое оледенение не поджидает нас за углом. Тем, кто  сомневается на этот счет,  можно посоветовать взглянуть на ледовые щиты в северном полушарии. Если они растут, тогда возможно 10000-летний процесс оледенения действительно начался. Однако в действительности арктическая вечная мерзлота деградирует. Льды в Арктике тают, а Гренландский ледовый щит теряет массу с возрастающей скоростью. Вряд ли это подходящие условия для начала нового оледенения.

Автор ответа John Cook. Последнее обновление 9 июля 2010 года.