Конец XX века принес с собой изменение климата в масштабах всей планеты. Повысилась температура воздуха у поверхности суши, потеплела вода в океанах, а вслед затем участились бури, наводнения, засухи. Метеорологи вовремя обратили внимание на тревожную тенденцию, и в 1976 году Всемирная метеорологическая организация сделала первое заявление об угрозе глобальному климату, а в 1979-м учредила Всемирную климатическую программу (ВКП). С этого времени начались активные исследования колебаний климата, появились модели, объясняющие данное явление не только естественными причинами, но и деятельностью человека.

С 1901 по 2000 год средняя годовая глобальная температура приземного воздуха возросла на 0,6± 0,2^oС, однако во времени этот процесс протекал неравномерно. Специалисты выделяют три периода аномальных изменений температуры: потепление 1910-1945 годов, небольшое относительное похолодание 1946-1975 годов и наиболее интенсивное потепление, начавшееся в 1976 году. Самым теплым десятилетием были 1990-е годы, а самым теплым годом - 1998-й. Правда, не лишним будет подчеркнуть, что потепление идет только в тропосфере, то есть в пределах нескольких километров от поверхности земли, а в верхних слоях атмосферы температура снижается.

Очевидно, что изменения климата серьезно влияют на хозяйственную деятельность человека в самых разных областях, от сельского хозяйства до энергетики. Чего ждать от повышения среднегодовой температуры - засухи, пыльных бурь или, наоборот, наводнений и подтопления территорий? Чтобы сделать прогноз возможных последствий, нужно в первую очередь располагать точной и надежной информацией. Для этого во всех развитых странах создаются системы мониторинга - непрерывного слежения за климатом. Задача таких систем - собрать и обобщить климатические данные, оценить серьезность текущих изменений и, что очень важно, своевременно довести полученную информацию до руководящих органов и общественности.

В России систему мониторинга климата развивает Институт глобального климата и экологии (ИГКЭ) Росгидромета и РАН, которым руководит академик Ю. А. Израэль. В монографии "Экология и контроль состояния природной среды", опубликованной еще в 1979 году, Ю. А. Израэль указывает, что "для понимания изменений и колебаний климата необходимы данные о состоянии климатической системы "атмосфера - океан - поверхность суши - криосфера - биота" и о взаимодействии элементов этой системы за длительный период времени, то есть осуществление климатического мониторинга". Такое определение выделило мониторинг климата в самостоятельный раздел климатологии, поскольку он предполагает исследование изменений климата в совокупности со всеми другими изменениями, происходящими в природной среде, и способен выявить пределы, в которых возможно ее устойчивое развитие.

Основа мониторинга климата - метеорологические данные. Научные учреждения Росгидромета на основе оперативных наблюдений готовят бюллетени, отражающие изменение ситуации за определенный период. Месячные бюллетени "Данные мониторинга климата" начали выходить в 1984 году, а в 1997-м появился первый годовой бюллетень "Изменения климата России", который с 1999 года публикуется на Интернет-сайте (http://climate.mecom.ru).

Для оценки изменений климата чрезвычайно важны наблюдения прошлых десятилетий и столетий. По основным климатическим переменным - температуре воздуха и атмосферным осадкам - используют данные, полученные метеостанциями. Наиболее длинные ряды содержат сведения начиная с 1886 года, а на некоторых станциях наблюдения проводили еще раньше.

Первые метеостанции появились в России около 250 лет назад, однако планомерное развитие их сети началось после принятия правительством в июле 1921 года "Декрета об организации метеорологической службы в РСФСР". В азиатской части страны регулярные наблюдения за погодой стали проводить позднее. К 1936 году количество действующих длиннорядных станций достигло 338, а с 1951-го до конца 1980-х годов на территории бывшего СССР работали 455 станций. К сожалению, сегодня в России сохранились лишь 156 станций, где непрерывные наблюдения ведутся в течение всего столетия.

Информационная база мониторинга климата пополняется текущими данными на основе ежемесячных телеграмм "КЛИМАТ", поступающих в Государственный вычислительный центр (ГВЦ) Росгидромета (база данных системы "ЛАССО") и во Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации-Международный центр данных - ВНИИГМИ-МЦД. Чтобы избежать случайных ошибок, сведения из обоих источников сравниваются между собой, а также с данными срочных наблюдений (телеграммы "СИНОП", которые посылаются каждые три часа) и с информацией метеослужб других стран.

Однако если 50 лет назад традиционный набор климатических переменных вполне устраивал метеорологов, то теперь, в условиях меняющегося климата, их уже недостаточно. Прежние климатические модели были основаны, как правило, на предпосылке постоянства климата. Исходя из этого представления выбирались переменные и интервал времени для их оценки. Сейчас такой подход во многом устарел, не всегда отвечает современным требованиям и стандартный 30-летний интервал для вычисления климатических норм. Меняющийся климат требует применения новых математических методов. В частности, для изучения климатических временных рядов больше подходят алгоритмы анализа нестационарных случайных процессов. Скользящие средние величины климатичес ких переменных (например, за 10-летний период), а также значения трендов характеризуют текущее изменение климата. Место прежних долговременных норм занимают "динамические климатические нормы".

Что же происходило с климатом России во второй половине ХХ века? Общая тенденция та же, что и на планете в целом, - повышение средней годовой температуры воздуха. Наиболее интенсивный положительный тренд был отмечен в Прибайкалье - Забайкалье (3,5^оС за 100 лет). Биологи отмечают, что такие изменения уже отразились на уникальной экосистеме Байкала: увеличилась общая масса планктона, появились водоросли более теплолюбивых видов. Потеплело также в Приамурье - Приморье и в Средней Сибири. Крупные положительные аномалии температуры сохранялись в этих регионах в течение последних 11-12 лет. Средняя температура по территории России была максимальной в 1995 году (отклонение от нормы - 1,9^оС).

Изменение климата - процесс неоднородный. В целом по России потепление более заметно зимой и весной (тренд составил соответственно 4,7 и 2,9^оС за 100 лет), в теплое время года рост температуры слабее. Кроме того, районы потепления чередуются с районами заметного похолодания.

Температура приземного воздуха, несомненно, основной показатель происходящих изменений, но есть и другая, исключительно важная климатическая переменная - атмосферные осадки. С ними связаны наводнения, засухи, облачность, потоки скрытого тепла, приток пресной воды в океаны, формирование или разрушение ледовых щитов и горных ледников. Однако измерить осадки с высокой точностью трудно, особенно те, что выпадают на акватории океанов. В последние 50 лет отмечается тенденция к уменьшению годовых и сезонных сумм осадков по России в целом и в ее восточных регионах. Наиболее заметно снизились осадки на северо-востоке страны. А на европейской территории прослеживается слабая тенденция к их росту.

Современные расчетные климатические модели учитывают не только температуру и осадки, но и множество дополнительных параметров, в том числе содержание в атмосфере углекислого газа (того самого, который образуется при сгорании топлива и вызывает парниковый эффект). Что будет, если концентрация углекислого газа возрастет вдвое? Для большинства регионов России прогноз дает умеренный средний рост осадков (на 10-30%), но характер их изменится. В умеренных широтах Северного полушария чаще будут наблюдаться сильные ливни и обильные снегопады, а на планете в целом усилятся температурные контрасты между континентами и океанами, интенсивнее станут муссоны в Восточной Азии.

Надо признать, что пока еще не удалось создать климатическую модель, которая хорошо описывала бы реальные изменения температуры и осадков. И связано это не только с несовершенством алгоритмов и подходов или недостаточностью данных, но и с тем, что все атмосферные процессы имеют вероятностный характер, а это вносит значительную долю неопределенности в любые расчеты. Тем не менее общая тенденция пока остается неизменной: климат продолжает теплеть и в России и в мире. Именно поэтому необходимо и дальше проводить тщательный сопоставительный анализ модельных и эмпирических оценок изменений климата.

Всемирная климатическая программа 1992-2001 гг. Третий долгосрочный план ВМО, часть II, т. II // ВМО, 1992, № 762.

Груза Г. В., Ранькова Э. Я. Мониторинг и вероятностный прогноз короткопериодных колебаний климата // Шестьдесят лет центру гидрометеорологических прогнозов. - Л.: Гидрометеоиз дат, 1989.

Груза Г. В., Ранькова Э. Я. Оценка климатического отклика на изменение концентрации тепличных газов по данным наблюдений за приземной температурой воздуха на территории России // Известия РАН. "Физика атмосферы и океана", 1999, № 6, т. 35.

Израэль Ю. А. Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка изменений состояния окружающей среды. Основы мониторинга // Метеорология и гидрология, 1974, № 7.

Израэль Ю. А. Какую погоду ждать на Земле? // Наука и жизнь, 2002, № 1.

Обзор загрязнения природной среды в Российской Федерации за 1999 г. - М.: Гидрометеоиздат, 1999.

Ранькова Э. Я., Груза Г. В. Индикаторы изменений климата России // Метеорология и гидрология, 1998, № 1.

Климат - совокупность атмосферных условий (условий погоды) для заданного географического района и заданного временного интервала. Для характеристики климата используются статистические величины: средние, дисперсии, экстремумы, повторяемости метеорологических явлений и др. Климат всего земного шара называют глобальным.

Норма - среднее значение метеорологической величины за стандартный интервал времени (базовый период). В настоящее время используется 30-летний базовый период - с 1961 по 1990 год.

Аномалия - отклонение некоторой метеорологической величины от нормы.

Изменение климата - изменение климатических характеристик от одного интервала времени к другому.

Массив данных - набор результатов метеорологических наблюдений или научных анализов и расчетов, собранный для некоторых справочных или исследовательских целей.

Верификация - комплексный анализ качества данных, включаемых в массив.

Климатическая система - основное понятие теории климата. Включает в себя пять природных компонентов, в которых происходят процессы, формирующие климат: атмосферу, океан, континенты с водными объектами, криосферу и биоту.

Криосфера - вода в твердой фазе (лед, снег) в атмосфере (облаках), на море и на суше.

Биота - живые существа и растения в некотором районе или на земном шаре.

Тренд (тенденция) - изменения метеорологических величин в рядах наблюдений за рассматриваемый период.

Линейный тренд - прямая линия, наиболее приближенная к изменениям метеорологической величины за рассматриваемый период.

Коэффициент линейного тренда - средняя скорость изменения метеорологической величины (единица измерения для температуры воздуха: ^оС/время).

Все чаще природа проявляет свою силу, обрушивая на планету мощнейшие ураганы. На фото: последствия жестокого шторма на севере Европы. Февраль 1990 года.

Временные ряды осредненной температуры приземного воздуха для земного шара в целом и отдельно для Северного и Южного полушарий за период с 1856 по 2001 год.

Могучий циклон стал причиной разрушительного урагана в Индии. Декабрь 1993 года.

Национальный парк Замбии после сильнейшей засухи 1994-1995 годов.

Весной и летом 2003 года стихийным бедствием для Европы стали наводнения. На фото: залитая водой автомагистраль во Франции.

Средняя по регионам России аномалия среднегодовой температуры воздуха (отклонение от средней температуры базового периода - 1961-1990 годов).

Коэффициенты линейного тренда средней за год температуры приземного воздуха на территории России. Оценки получены по данным наблюдений на метеостанциях за 1951-2000 годы и выражены в <SUP>о</SUP>С/100 лет.

Коэффициенты линейного тренда средних за год месячных сумм осадков на территории России.Оценки получены по данным наблюдений на метеостанциях за 1951-2005 годы и выражены в мм/100 лет.

Средняя по территории России аномалия среднегодовой температуры воздуха (отклонение от средней температуры базового периода).

Средняя по регионам России аномалия средней за год месячной суммы осадков (отклонение от средней величины базового периода - 1961-1990 годов).

№11, 2003