Мелкодисперсная сажа вреднее метана

Сегодня в мире едва ли найдется человек, никогда не слышавший о том, что выброс парниковых газов в атмосферу способствует глобальному потеплению. Само по себе это, безусловно, верно, однако парниковые газы - хоть и важный, но не единственный атмосферный фактор, влияющий на процессы изменения климата нашей планеты. В частности, тут весьма значительную роль играют и так называемые аэрозоли.

Аэрозоли - природные и рукотворные

Вообще-то аэрозоль - это любая взвесь жидких или твердых частиц в газовой среде, но когда говорят об аэрозольных загрязнениях атмосферы и их влиянии на климат, обычно имеют в виду вполне определенные разновидности взвешенных частиц и столь же конкретные источники их эмиссии. Правда, аэрозольные загрязнения атмосферы могут вызываться и естественными, не связанными с деятельностью человека, явлениями: и извержения вулканов, и пылевые бури, и лесные или степные пожары сопровождаются эмиссией весьма значительного количества мелкодисперсных частиц в атмосферу. Но эти явления человеку пока неподвластны, так что тут и обсуждать нечего.

Совсем иное дело - антропогенные, то есть рукотворные источники аэрозольных загрязнений: тепловые электростанции, металлургические заводы, обогатительные фабрики, транспорт. Вопрос лишь в том, каково их влияние на климат и оправдаются ли усилия, которые придется приложить для существенного снижения выбросов в атмосферу частиц, образующих аэрозоли.

Более 30 авторов, свыше 230 страниц, 3 с лишним года работы

Теперь международная группа исследователей составила отчет, касающийся влияния на климат Земли лишь одной конкретной разновидности аэрозолей, а именно - мелкодисперсной сажи. Более 30 авторов, свыше 230 страниц текста, 3 с лишним года работы - никогда прежде наука еще не изучала эту проблему так подробно. Мелкодисперсная сажа - это частицы аморфного углерода размером менее 10 микрометров. Они образуются при термическом разложении или неполном сгорании углеводородов, то есть при работе дизельных двигателей, при лесных пожарах, а также при использовании дров и угля в качестве топлива в открытых печах - как это принято в развивающихся странах.

Так вот, многие приведенные в отчете цифры стали неожиданностью даже для самих авторов работы. Американская исследовательница Сэра Доуэрти (Sarah Doherty), научная сотрудница Вашингтонского университета в Сиэтле, говорит: "Больше всего меня удивило то, как сильно, оказывается, атмосферная сажа воздействует на климат". Если верить отчету, по суммарному воздействию на тепловой баланс Земли мелкодисперсная сажа следует непосредственно за углекислым газом, опережая такие парниковые газы как метан, озон или закись азота.

В отчете отражены и прямые эффекты, и косвенные

При этом следует иметь в виду, что потепление вызывается двумя разными механизмами: частицы сажи сами аккумулируют солнечную энергию, а парниковые газы блокируют ночное переизлучение поглощенной днем солнечной энергии в космическое пространство.

Впрочем, оба механизма вызывают один и тот же эффект, а именно - парниковый: в результате температура поверхности Земли и нижних слоев атмосферы повышается. Дейвид Фейи (David Fahey), специалист Национального управления океанических и атмосферных исследований США, говорит: "Мы не ограничились изучением прямого воздействия частиц сажи на тепловой баланс, мы учли и косвенные эффекты. Например, аэрозоли влияют и на процесс формирования облаков. Кроме того, частицы сажи окрашивают снег и лед, делают их менее белыми, а это тоже отражается на тепловом балансе. По нашим данным, непосредственный вклад мелкодисперсной сажи в глобальное потепление примерно вдвое больше, чем указано в последнем отчете ООН по климату".

Частицы сажи в атмосфере надолго не задерживаются

Радует то, что взвешенные частицы сажи - в отличие, скажем, от водяного пара, углекислого газа и прочих парниковых газов - находятся в атмосфере не очень долго и вскоре выпадают с осадками. А значит, перекрыв источники выбросов сажи, можно довольно быстро добиться определенных успехов в борьбе с глобальным потеплением. Согласно новому отчету, такая мера позволит снизить среднегодовую температуру на несколько десятых градуса. Это немало.

Но не следует забывать, что выброс сажи всегда сопровождается выбросами других продуктов сгорания, которые также могут влиять на климат, говорит Сэра Доуэрти: "Меры по снижению выбросов должны касаться лишь строго определенных источников загрязнения. Ведь есть и такие источники, в которых эмиссия сажи сопровождается эмиссией веществ, охлаждающих атмосферу. Нам же следует сосредоточить наши усилия на источниках загрязнения, в которых главным компонентом выбросов является именно сажа, аморфный углерод. А это - открытые печи, которые топят дровами или углем, и дизельные моторы".

Дизель дизелю рознь

Впрочем, дизельные моторы - понятие довольно растяжимое. Автомобильные дизельные двигатели действительно нужно оборудовать сажевыми фильтрами - в Германии это предписано законом, хотя есть, конечно, еще немало стран, где необходимость этой меры еще не осознали.

А вот ставить такие фильтры, скажем, на судовые дизели едва ли разумно: эти двигатели работают на мазуте с высоким содержанием серы, и при его сгорании в атмосферу наряду с сажей выбрасываются и сульфаты. Но если сажа способствует разогреву атмосферы, то сульфаты, напротив, ее охлаждают, а какой из эффектов тут преобладает, ученые сказать пока не могут. Да и влияние мелкодисперсной сажи на отражающие свойства облаков изучено еще явно недостаточно. Так что исследования будут продолжены, и нынешний отчет - наверняка не последний.