Урок 11 · Изменение климата Не начат
Главная идея. О климате спорят не по ощущениям одного дня, а по рядам данных, и нынешнее изменение отличается прежде всего скоростью.
Короткое напоминание урока 9: средняя температура Земли определяется балансом между поступающей и уходящей энергией, и большее количество парниковых газов сдвигает этот баланс. Сегодня вопрос другой: откуда мы знаем, что климат меняется?
«Сегодня ужасно холодно — и где же глобальное потепление?» В этой фразе смешаны две разные вещи.
| Погода | Климат | |
|---|---|---|
| Что описывает | Состояние атмосферы в определённый момент в определённом месте | Среднее состояние погоды в определённом месте за длительный период |
| Масштаб времени | Меняется от минуты к минуте, ото дня ко дню, от сезона к сезону | Средние за десятилетия: NOAA использует 30 лет для своих «нормальных» значений |
| Чем регистрируется | Термометр, дождемер, прогноз на день | Ряды измерений за многие годы и такие записи, как ледяные керны |
| Какое утверждение позволяет сделать | «Сегодня в Буэнос-Айресе холодно» | «За последние десятилетия средняя глобальная температура выросла» |
NOAA формулирует это так: климат — это то, чего ты ожидаешь; погода — то, что тебе досталось. Холодный день — это данные о погоде: он не подтверждает и не опровергает изменение климата.
Представь июль в Буэнос-Айресе. Один июльский день может начаться с мороза, а следующий оказаться тёплым: это погода, и она меняется, даже если климат тот же. Если собрать июли за 30 лет и вычислить среднее, получится «нормальный» июль города: это климат. Чтобы сказать, что климат изменился, мало одного необычного июля: должно сдвинуться среднее, а это видно только по измерениям за много лет.
Подумай: если прогноз обещает «завтра дождь», а дождя нет, доказывает ли это, что исследования климата ошибочны? Ответь, используя слова погода и среднее.
Временной ряд — это список измерений одной и той же величины, упорядоченных по дате. Чтобы прочитать его график:
| На что смотреть | Что это значит |
|---|---|
| Горизонтальная ось | Время. Обрати внимание, с какого и по какой год: график за 10 лет и график за 100 лет рассказывают разное. |
| Вертикальная ось | Измеряемая величина и её единица. Если вертикальных осей две, каждая кривая читается по своей. |
| Аномалия | Многие ряды температуры показывают не саму температуру, а разность с опорным средним значением. Значение $+1\ ^\circ\mathrm{C}$ означает «на один градус выше среднего», а не «было один градус». |
| Тренд | Общее направление кривой за много лет: прямая, которая лучше всего проходит через точки. |
| Колебание | Подъёмы и спады от года к году вокруг тренда. |
Более холодный год не опровергает тренд. В ряду NOAA NCEI 2025 год оказался на $1{,}12\ ^\circ\mathrm{C}$ выше среднего за 1901–2000 годы, меньше, чем 2024 год ($1{,}25\ ^\circ\mathrm{C}$). Это колебание: оба года входят в число самых тёплых в ряду, который начинается в 1850 году со значения $-0{,}15\ ^\circ\mathrm{C}$.
Источник: NOAA NCEI, Climate at a Glance: Global Time Series, суша и океан, годовая аномалия относительно 1901–2000 годов (загружено 2026-09-13).
Вот как колебания и тренд выглядят вместе в данных NOAA NCEI начиная с 1959 года (тот же отрезок, что и в симуляторе):
| Период | Средняя аномалия | Усреднено лет |
|---|---|---|
| 1960–1969 | −0,01 °C | 10 |
| 1970–1979 | +0,06 °C | 10 |
| 1980–1989 | +0,26 °C | 10 |
| 1990–1999 | +0,39 °C | 10 |
| 2000–2009 | +0,57 °C | 10 |
| 2010–2019 | +0,80 °C | 10 |
| 2020–2025 | +1,05 °C | 6 |
Каждое десятилетие было теплее предыдущего, хотя внутри каждого были годы со спадом. Именно это значит, что тренд — потепление.
Как узнать, что происходило до появления термометров и приборов для измерения $\mathrm{CO_2}$? Один из способов — прочитать лёд.
| Вопрос | Ответ |
|---|---|
| Что это | Ледяной цилиндр, который извлекают, пробуривая ледяные слои Гренландии или Антарктиды. Каждый слой — снег другой эпохи, спрессованный снегом, выпавшим сверху. |
| Что измеряют | Пузырьки воздуха, оставшиеся запертыми при уплотнении снега: это маленький образец атмосферы того времени вместе с её $\mathrm{CO_2}$. В самом льду соотношение разных видов атомов кислорода показывает, насколько холодным был воздух, когда шёл снег. |
| Как определяют возраст | Летний и зимний снег различаются, поэтому слои можно считать, как кольца дерева; слои вулканического пепла помогают уточнить даты. |
| Насколько далеко в прошлое | Гренландия (GISP2, керн длиной 3053 м): не меньше 110 000 лет. Антарктида: около 750 000 лет по данным NASA Earth Observatory; в твоём учебном материале показан CO₂ за последние 800 000 лет. |
Каждое явление, оставляющее след во льду, отвечает на свой вопрос:
| Явление | Что происходит | Что это нам говорит |
|---|---|---|
| Слои каждого года | Летом в полярных районах солнце светит 24 часа, и верхний снег меняет структуру, не успевая растаять; зимой сверху выпадает новый снег. Так образуются летние и зимние полосы. | Считая полосы, считают годы. Толщина каждого слоя показывает, сколько снега накопилось за год. |
| Из снега в лёд | Вес верхних слоёв сжимает погребённый снег: сначала он превращается в фирн — снег из крупных зёрен, а ниже в лёд. Годовые полосы сохраняются. | Чем глубже, тем древнее лёд. |
| Пузырьки воздуха | Сначала воздух заполняет промежутки между снежными кристаллами. Когда верхние слои сжимают снег, промежутки закрываются, и внутри оказывается заперта маленькая проба атмосферы. | Какие газы были в воздухе в ту эпоху, например сколько было $\mathrm{CO_2}$. |
| «Лёгкий» и «тяжёлый» кислород | Кислород в воде бывает в атомах разной массы (изотопы: о них урок 20). В снеге чем холоднее был воздух, тем больше доля лёгкого кислорода. | Работает как термометр: показывает, насколько холодным был воздух, когда шёл снег. |
| Пыль и вулканический пепел | Снежинки образуются вокруг частиц в воздухе (пыль, пепел, дым, пыльца) и уносят их с собой. То, что оседает, остаётся в своём слое. Вулканы оставляют и частицы сульфатов. | Какими были ветры и насколько активны были вулканы. Слои пепла известных извержений помогают датировать керн. |
| Температура самого льда | Ледяной щит такой толстый, что его температура меняется очень медленно — как замороженное мясо, которое кладут в духовку: снаружи оно быстро нагревается, а середина долго остаётся холодной. Опуская термометр в скважину, можно увидеть, например, похолодание «Малого ледникового периода» (примерно 1450–1850 годы). | Помогает проверить и уточнить то, что показывают изотопы кислорода. |
Ограничение: лёд даёт прямые сведения только о тех местах, где есть лёд. Поэтому его сочетают с другими природными записями — донными отложениями, годичными кольцами деревьев, кораллами, ископаемой пыльцой, горными породами — и с измерениями приборов и спутников. То, что все эти независимые записи показывают одно и то же, — часть доказательств.
Ледяные керны показывают, что климат Земли действительно сильно менялся: по данным NASA, за последние 800 000 лет было восемь циклов оледенений и более тёплых периодов. Последнее оледенение закончилось около 11 700 лет назад, и с этим тёплым периодом начались современный климат и человеческая цивилизация.
Что вызывало эти циклы? В основном очень небольшие изменения орбиты Земли, которые меняют количество солнечной энергии, получаемой планетой. Это тот же баланс из урока 9: если меняется поступающая энергия, меняется средняя температура. Но эти изменения были медленными, на тысячи лет, и $\mathrm{CO_2}$ за эти 800 000 лет ни разу не превышал примерно 300 ppm.
Источники: NASA, Evidence; Ciclo de carbono.pdf, слайд 10.
Это правда, что климат менялся много раз. Вопрос, который нужно задать: насколько и с какой скоростью.
| Что сравнивается | В прошлом | В недавний период | Источник |
|---|---|---|---|
| CO₂ в атмосфере | Максимум около 300 ppm за 800 000 лет | 414,7 ppm в 2021 году; 427,35 ppm в среднем за 2025 год (Мауна-Лоа) | Ciclo de carbono.pdf, слайд 10; NOAA GML |
| Скорость потепления | Средний темп потепления при выходе из оледенения | Примерно в 10 раз быстрее | NASA, Evidence |
| Скорость роста CO₂ | Рост за счёт природных источников после последнего оледенения | Примерно в 250 раз быстрее | NASA, Evidence |
| Уровень моря | Поднялся примерно на 20 см за последний век | За последние два десятилетия — почти вдвое быстрее | NASA, Evidence |
| На сколько градусов менялась средняя температура между оледенением и тёплым периодом | — | — | |
Открытый вопрос: учитывая, что в последней строке не хватает данных, нынешнее изменение больше прошлых или «только» намного быстрее? Запиши, в каком источнике ты стал бы искать ответ.
А про тепло, которое выделяют двигатели и заводы: на уроке 9 это осталось поисковым заданием. Ряды показывают, что температура растёт; почему она растёт, на графике не прочитать — это объясняется механизмом уроков 8 и 7.
Термометр — не единственное доказательство. Если Земля накапливает больше энергии, это должно быть заметно и в океане, и во льду, и в уровне моря. NASA собирает такие наблюдения:
| Признак | Что наблюдали | Почему это связано с потеплением |
|---|---|---|
| Глобальная температура | Выросла примерно на 1 °C с конца XIX века; большая часть роста пришлась на последние 40 лет. | Это прямое измерение: его ты видишь на графике выше. |
| Более тёплый океан | Верхние 100 м воды нагрелись на 0,33 °C с 1969 года. Океан хранит 90 % дополнительной энергии. | Чтобы нагреть воду, нужно много энергии (об этом урок 14), поэтому океан поглощает большую часть и нагревается медленно. |
| Ледяные щиты теряют массу | С 1993 по 2019 год Гренландия теряла в среднем около 279 млрд тонн льда в год, а Антарктида — около 148 млрд. | При большем количестве энергии тает больше льда, чем образуется из нового снега. |
| Отступление ледников | Ледники отступают почти по всему миру, в том числе в Андах. | Как и ледяные щиты: ледник теряет больше льда, чем получает. |
| Меньше снега | В Северном полушарии весенний снег покрывает меньшую площадь, чем пять десятилетий назад, и тает раньше. | Более тёплые вёсны раньше растапливают снег. |
| Более высокий уровень моря | Поднялся примерно на 20 см за последнее столетие; за последние два десятилетия — почти вдвое быстрее, и рост каждый год немного ускоряется. | По двум причинам: вода из льда, лежавшего на континентах, попадает в море, а вода океана при нагревании расширяется и занимает немного больше места. |
| Меньше льда в Северном Ледовитом океане | За последние десятилетия быстро уменьшились площадь и толщина морского льда. | Более тёплые море и воздух растапливают плавающий лёд. |
| Больше жарких рекордов | В США с 1950 года растёт число рекордов высокой температуры и уменьшается число рекордов низкой. | Если среднее растёт, очень жаркие дни становятся вероятнее, а очень холодные — реже. |
| Более кислый океан | С начала промышленной революции кислотность поверхностной морской воды выросла примерно на 30 %. За последние десятилетия океан поглотил от 20 % до 30 % $\mathrm{CO_2}$, выброшенного людьми. | Дело не в температуре, а в самом $\mathrm{CO_2}$: океан — это сток (урок 10), и растворённый газ делает воду более кислой. |
Обрати внимание: это разные измерения, сделанные разными приборами, и все они указывают в одну сторону. В одном может быть ошибка; то, что все они совпадают, и делает доказательства сильными.
То, что две кривые растут вместе, не доказывает, что одна вызывает другую. Связь между $\mathrm{CO_2}$ и температурой приходит из другого источника — из экспериментов. По данным NASA, в 1856 году Юнис Фут показала, что $\mathrm{CO_2}$ и водяной пар задерживают инфракрасное излучение, а в 1860-х годах Джон Тиндаль описал естественный парниковый эффект Земли. Это механизм, который ты видел на уроках 7 и 8: ряды данных показывают, что происходит; механизм объясняет, почему.
| Выражение | Что означает |
|---|---|
| Парниковый эффект | Природное явление: некоторые газы атмосферы удерживают часть энергии. Без него средняя температура была бы около −18 °C (урок 7). |
| Глобальное потепление | Рост средней температуры всей планеты. Его видно, если усреднять много лет и все места: очень холодная зима в одном месте его не опровергает. |
| Изменение климата | Долгосрочные изменения климатических закономерностей: рост глобальной температуры, изменения осадков, частоты и силы экстремальных явлений. Они могут быть природными, но сегодня этот термин используют прежде всего для изменений, вызванных деятельностью человека. |
Того, что температура и CO₂ растут вместе, недостаточно: две величины могут меняться одинаково случайно. Видео QuantumFracture «El cambio climático es culpa nuestra y puedo convencerte» (на испанском) показывает, как приходят к выводу:
Подумай: виноваты ли мы в изменении климата? Выбери два довода из списка и объясни своими словами, какую причину исключает каждый.
Источники: презентация преподавателя Un invernadero gigante (Canva), слайды 21, 30, 31, 33, 37 и 38; расшифровка видео QuantumFracture (2018, на испанском).
Прежде чем трогать: если смотреть только на 2016–2018 годы, как ты думаешь, температура будет расти? А на 1960–2025 годы?
Попробуй: выбери отрезки по 2–3 года в разные эпохи и сравни их с полным периодом. На каких из них температура «снизилась»? Меняет ли это тренд за весь период?
Погода и климат — не одно и то же, и их путаница — самая частая ошибка в любом споре на эту тему.
Если построить график температуры по дням, получится линия, которая всё время поднимается и опускается, с большими скачками от одного измерения к другому. Это погода: состояние атмосферы сейчас.
Если на том же ряду провести среднее за длинные периоды, появится гораздо более плавная линия. Всемирная метеорологическая организация использует тридцать лет как опорный период. Это климат.
В анимации показан специально построенный ряд: в нём много шума, а под ним — медленно растущий тренд. Оба явления сосуществуют на одном графике.
Вот в чём ловушка. Если выбрать низкую точку ряда — например, особенно холодную зиму — и использовать её как довод, что потепления нет, ты путаешь значение шума с трендом. Одна отдельная точка шумного ряда ничего не говорит о том, куда он идёт.
Это работает в обе стороны: волна жары тоже сама по себе не доказывает потепление. Обсуждается тренд, а для этого нужно смотреть на весь ряд.
Источники анимации: определение климата как среднего за опорный период в тридцать лет — Всемирная метеорологическая организация. Показанный ряд синтетический и детерминированный, создан с фиксированным начальным значением генератора, чтобы показать контраст между шумом и трендом: это не данные какой-либо реальной станции. Схема, не в реальном масштабе.
Мы смотрели их вместе на уроке. Все видео на испанском языке. Если видео не загружается, откройте ссылку «Смотреть на YouTube».
Почему волна холода не опровергает глобальное потепление: нужно усреднять много дней и все места мира, как усредняют оценки за год. Метеостанции, спутники, глубины океана, ледники, арктический лёд и уровень моря показывают одно и то же. Климат — это среднее состояние за долгий срок; когда это среднее меняется, происходит изменение климата.
Корреляция — не причина: нужен механизм (CO₂ поглощает инфракрасное излучение Земли). Видео исключает Солнце, циклы Миланковича и вулканы и с помощью изотопов углерода (12, 13 и 14) показывает, что лишний CO₂ происходит из ископаемого топлива.
Дополнительно: интерактивные симуляторы по теме этого урока. Можно открыть до или после объяснения.
Поставь в симуляторе полный период и посмотри на две наложенные кривые.
Утверждение, которое нужно защитить: средняя глобальная температура за последние десятилетия выросла, и год, более холодный, чем предыдущий, этого не опровергает.
Одиннадцать вопросов. Когда выбираешь вариант, появляется объяснение: прочитай его, даже если ответил правильно.
Загрузка вопросов…
