❓ От участников цикла онлайн-лекций по климату поступил вопрос:

Есть ли исследования, показывающие, как использование нетрадиционных источников энергии влияет на энергетический баланс Земли? Ведь, используя солнечную энергию, мы изымаем её из существующих энергетических потоков. Или это несущественно в масштабах планеты? Также, например, используя энергию ветра, мы изымаем её из воздушного энергомассопереноса. Может ли это сказаться на климате?

👩🏻‍🏫 Отвечает Ольга Куричева, к.б.н., научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, организатор встреч Рабочей группы по обработке данных об экосистемных потоках парниковых газов консорциума «РИТМ углерода»:

🔙Чтобы ответить на вопрос, надо найти, какое количество энергии генерируется человеком на солнечных и ветровых установках, а также какое количество энергии приходит от Солнца и представляет собой кинетическую энергию воздушных масс.

📟Находим. Согласно Statistical Review of World Energy 2022 (BP), мировое производство всей энергии, солнечной и ветровой генерации в 2021 году составили:
🟠Мировое производство первичной энергии – 600*10 в 18 степени Дж;
🟠Возобновляемые источники энергии – 35*10 в 18 степени Дж;
🟠Солнечная электрогенерация – 850*10 в 12 степени Тераватт-часов = 3*10 в 18 степени Дж;
🟠Ветровая электрогенерация – 1600 Тераватт-часов = 6*10 в 18 степени Дж.

📟Теперь солнечная энергия, достигающая поверхности Земли, и энергия ветровых потоков:
🟠Сумма энергии от Солнца на поверхности Земли за год — 3,8∙10 в 24 степени Дж;
🟠Суммарная энергия ветра в атмосфере 4,2*10 в 22 степени Дж (Lu, Xi, Michael B. McElroy, and Juha Kiviluoma, 2009. Global potential for wind-generated electricity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106(27): 10933-10938).

📟Как видно из чисел, все мировое производство первичной энергии за год по сравнению с количеством энергии от Солнца составляет 600*10 в 18 степени / 3,8∙10 в 24 степени = 0.016% или одну шеститысячную.

📟Из них солнечная электрогенерация составляет 0.5%, то есть еще в 200 раз меньше. В общем, из энергии Солнца, доходящей до Земли, мы изымаем одну миллионную долю, или на шесть порядков меньше приходящей к поверхности Земли энергии от Солнца.

📟Ветровая энергетика составляет от энергии воздушных потоков в атмосфере 6*10 в 18 степени / 4,2*10 в 22 степени = 0.014%, или одну семитысячную. Естественно, это не окажет никакого влияния на атмосферный перенос».

#ИПЭЭ #ответ_РИТМуглерода

❓ От участников цикла онлайн-лекций по климату поступил вопрос: «Влияет ли солнечная активность на потепление климата? А смещение магнитных полюсов? Учитываются ли эти показатели при моделировании климата?».

Отвечает Ольга Куричева, к.б.н., научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, организатор встреч Рабочей группы по обработке данных об экосистемных потоках парниковых газов консорциума «РИТМ углерода»:

ℹ️99.98% энергии в климатической системе – от Солнца. Поэтому изменения активности Солнца, естественно, влияют на климат. В солнечной активности есть выраженные цикличности, а также непериодические изменения и тренды.

☀️Наиболее известный цикл солнечной активности – 11-летний. Такие циклы проявляются в средней глобальной температуре.

Итак, Солнце влияет на климат. Но оказывает ли влияние солнечная активность именно на потепление климата, происходящее в последние 100 лет? Посмотрите на иллюстрацию. На правом рисунке приведены графики потока энергии от Солнца на верхней границе атмосферы (желтым) и для глобальной температуры (красным). Тонкой желтой линией показаны средние годовые значения интенсивности солнечного излучения, в которых хорошо виден 11-летний цикл. Видно, что помимо цикличности, есть усиления и ослабления активности, влияющие на амплитуду 11-летнего цикла.

С конца 1990-х годов как раз идет ослабление интенсивности солнечного излучения. Максимум каждого 11-летнего цикла оказывается значительно ниже, чем максимум предыдущего. Потепление между тем продолжается.

Ответ на вопрос будет таким: изменения солнечной активности оказывают влияние на глобальную температуру, но для современного потепления важнее фактор увеличения концентраций парниковых газов (см. левый рисунок).

В моделях, которые используются для прогноза климата, циклы солнечной активности (11-летний и известные более длинные циклы) учитываются. Прогнозы климата, о которых идет речь в докладах Межправительственной группы экспертов по изменению климата, сделаны с учетом солнечной активности.

Смещение магнитных полюсов, а точнее, интенсивность магнитного поля Земли, может влиять на климат. Механизм влияния заключается в следующем: при ослаблении магнитного поля Земли в атмосферу начинает проникать больше заряженных частиц (солнечный ветер и космическое излучение). Поток частиц создает разнонаправленные эффекты на климат через влияние на ионизированную верхнюю атмосферу.

Согласно моделированию, проведенному А. Купером с соавторами, глобальная температура значимо не изменялась при ослаблении магнитного поля. Но в Центральной и Северной Европе региональная температура могла увеличиваться на величину до 1 градуса, а на севере Канады – снижаться примерно на ту же величину. Однако надежность таких оценок пока невысока – это область климатологии, в которой идут активные исследования в последние годы. Смещение магнитных полюсов учитывается в ряде моделей, специально заточенных именно на это – но не в моделях, используемых Межправительственной группой экспертов по изменению климата».

#ИПЭЭ #ответ_РИТМуглерода