Аррениус предсказал потепление на несколько градусов при удвоении CO₂.

Почему CO₂ меняет тепловой баланс Земли

Солнечный свет в основном проходит сквозь атмосферу и нагревает поверхность. Земля возвращает энергию в космос уже в виде инфракрасного излучения — тепла, которое невидимо глазу. Молекулы углекислого газа поглощают часть этого излучения на определённых длинах волн и затем испускают его снова во всех направлениях. Часть возвращается вниз, к поверхности.

Это не значит, что тепло запирается навсегда. Но при большем количестве CO₂ излучению труднее сразу покинуть атмосферу: чтобы планета снова отдавала в космос столько же энергии, сколько получает от Солнца, её поверхность и нижние слои воздуха должны нагреться.

Как из физики получить число

Аррениус не мог просто измерить будущий климат, поэтому разбил задачу на расчётные участки: учитывал, сколько солнечного тепла получает Земля и как атмосфера поглощает инфракрасное излучение. Расчёт требовал множества вычислений вручную — компьютеров тогда не было. Полученное потепление относилось к состоянию после того, как климат успел бы приспособиться к изменению состава атмосферы.

Важная часть ответа — обратные связи. Например, более тёплый воздух может содержать больше водяного пара, а водяной пар тоже удерживает инфракрасное излучение. Поэтому исходное воздействие CO₂ способно усиливаться. Климатическая чувствительность — так называют изменение средней температуры после установления нового равновесия при удвоении CO₂ — зависит не только от самого газа, но и от таких ответных процессов.

Число не было прогнозом по годам

Расчёт отвечал на условный вопрос: какой станет температура при заданном изменении концентрации, если система успеет прийти к равновесию. Он не определял, когда именно удвоится содержание CO₂ и как быстро океаны и атмосфера будут нагреваться по пути к новому состоянию. Океан поглощает тепло медленно, поэтому фактическое потепление в данный момент может отставать от равновесного.

Именно это различие превращает старый расчёт в полезную оценку чувствительности климата, но не в календарь будущего: одно число описывает конечный отклик, а не дату, когда Земля его достигнет.