В парнике, покрытом стеклом или прозрачной пленкой, бывает значительно теплее, чем на открытом воздухе, отнюдь не только потому, что стекло задерживает обратное излучение, а потому, что поднимающийся от земли и растений пар не улетучивается в атмосферу, а конденсируется здесь же, высвобождая теплоту конденсации в самом парнике. То же происходит и в атмосфере, с тем отличием, что там высвободившаяся теплота конденсации удаляется излучением в космос.
Сам же М. И. Будыко, целиком разделяющий современное толкование физической сути парникового эффекта и по-своему «уточнивший» его, пишет, что «… на океанах около 90 % тепла радиационного баланса расходуется на испарение и только 10 % на непосредственное турбулентное нагревание атмосферы… Для всей Земли расход тепла на испарение составляет 83 % радиационного баланса и на турбулентный теплообмен – 17 %» (там же).
Так чем же всё-таки подогревается атмосфера – паром или задержанными ею лучами? Если тем и другим, то это будет двойное подогревание, что трудно представить: если паром, то причем тут задержание лучей; если задержание лучей, как определиться с паром и так далее. Школьнику за такую сумятицу в мыслях и не понимание сути явлений поставят двойку, а ученому это сходит.
На самом деле, вводя представление о преобладании неравновесного лучистого теплообмена в атмосфере, мы невольно допускаем раздвоение (дуализм), то есть наложенный и не нужный, лишний и способный внести лишь путаницу, повторный учет одних и тех же количеств превращающейся тепловой энергии. Надо разобраться, что здесь правильно и отбросить то, что мешает сложить четкое представление об этом явлении, Поняв необходимость такого шага, я осмелюсь предположить, что задержку обратного излучения земной поверхности просто изменением длины лучей, что сейчас называется непосредственной причиной парникового эффекта, объяснить вряд ли можно. И вот почему.
Как сообщает М. И. Будыко (там же) расход тепла на испарение для всей Земли составляет 83 % от поступающего и усваиваемого земной поверхностью радиационного тепла. Этот известный показатель не вызывает сомнений. Между тем в наиболее широко распространенных пояснениях термина обычно сообщается, что «… Благодаря парниковому эффекту при ясном небе только 10…20 % земного излучения может проникать сквозь атмосферу и уходить в космическое пространство (Щукин, 1980).
Но посмотрим, что же происходит с той большой долей энергии, которая тратится на испарение. Очевидно, что превратившись в энергию парообразования на земной поверхности, она в скрытой форме поднялась вместе с паром в холодные высоты атмосферы. Здесь пар конденсируется и высвобождает теплоту конденсации, то есть ту же, но дважды превращенную испарением и конденсацией пара, солнечную энергию. Ведь энергия не исчезает! Таким образом, упомянутые 83 % бывшей лучевой энергии оказываются в высотах атмосферы. Известны многочисленные и тоже не всегда ясные и логичные рассуждения о том, куда далее расходуется эта превращенная энергия. Кажется, чаще всего об её существовании просто забывают, но в других случаях говорят о том, что она нагревает атмосферу и опять же земную поверхность. Как в этом убедиться достоверно кажется никто не знает. Полагая, что в науке легких путей не бывает, здесь ищут сложные методы наблюдений, выводят громоздкие формулы, мобилизуют электронно-вычислительную технику. Но ясности не прибавляется. Я не залез так глубоко в эту проблему и вижу ее решение более простым и кажется логичным: вряд ли есть более подходящий случай удалиться этой энергии в окружающий космос опять же путем лучеиспускания. Этому в верхних слоях атмосферы способствует близость космоса, меньшее оптическое сопротивление с его стороны и, наоборот, не способствуют трудности обратного пути к земной поверхности. При этом некоторое нагревание верхней атмосферы этой энергией отнюдь не исключается.
Теперь уже не сложно понять от чего прижилась неувязка (разбаланс) в приходе – расходе лучистой энергии к Земле и от нее в процитированных выше определениях парникового эффекта. Это произошло от того, что был забыт пар, а вместе с этим упущена из внимания его способность переносить с собою огромную долю энергии, поступающей к земной поверхности. Но парообразование является наиболее значимой для Земли формой энергетического превращения лучистой энергии. Превращенная изотермическим парообразованием энергия луча перестает быть лучистой, пока снова не высвободится при конденсации в высотах атмосферы. Вероятно, поэтому ученые не решались напрямую утверждать, что вся усвоенная земной поверхностью солнечная радиация, радиацией же и излучается в космос. Этому же мешала и усмотренная наукой невозможность излучения всей получаемой энергии через атмосферу из-за неизбежной трансформации коротковолновой радиации в длинноволновую. Так в объяснениях осталась лазейка для ложных представлений об аккумуляции тепла атмосферой и земной поверхностью. Между тем, отказавшись от представления об аккумуляции тепла внешними земными сферами, я готов утверждать, что атмосфера способна задерживать часть поступающей солнечной энергии, что не приводит к нарушению общего баланса внешнего теплообмена Земли, но уверенно объясняет причину повышенной, против ожидаемой, температуры атмосферы и земной поверхности. Здесь опять надо вспомнить о причинах неравновесного теплообмена замерзающих водоёмов с внешней средой.