Маркеры потепления: как сбываются предсказания о климате планеты.
Александра Борисова
В дискуссии о глобальном потеплении часто не хватает точных данных. Возможно, исследование международной группы климатологов, более 10 лет наблюдавших за ключевыми элементами климатической системы Земли, восполнит этот пробел.
Еще в конце нулевых наука о климате была совсем другой. Ученые, конечно, обладали общими представлениями о взаимосвязи погодных явлений в разных частях планеты: идея о глобальности климата на Земле понятна даже интуитивно. Однако прямых данных на этот счет было не так много. Вот большая новость 2010 года: изменение температуры воды в Тихом океане у экватора следует за потеплением вод в полярных областях. Климатологи набирали данные, учились палеоклиматическим методикам — изучению климата прошлого по донным отложениям, кораллам, антарктическим льдам, а научные журналисты пространно объясняли, что пока глобальная климатическая модель невозможна, а локальные бессмысленны по причине глобальности климата.
В 2008 году ряд ведущих климатологов из Германии, Великобритании и США сформулировали в статье в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) критические моменты в динамике изменения климата Земли, то есть предельные значения, при достижении которых даже малые изменения могут кардинально изменить состояние системы. Ученые выделили 15 ключевых элементов глобальной климатической системы — когда они преодолеют свои критические точки, процесс изменения климата может принять катастрофический характер в любой момент. Это:
лед Северного Ледовитого океана,
ледник Гренландии,
Бореальные леса (в основном тайга),
вечная мерзлота,
термохалинная (зависимая от температуры и солености) циркуляция вод Атлантического океана,
влажные леса Амазонии,
ледовый щит Западной Антарктиды,
эффект «Эль-Ниньо» в Тихом океане,
индийские летние муссоны,
западноафриканские муссоны,
вода подо льдами вокруг Антарктиды,
тундра,
подводные гидраты метана,
мертвые зоны (бескислородные) в океане,
озоновый слой над Арктикой.
Менее чем за десять лет прогресс в накоплении и обработке данных и в вычислительных методиках и мощностях позволил построить комплексные климатические модели, причем с предсказательной силой. С новыми измерениями в руках ученые оглянулись на свои прошлые предсказания. В ноябре 2019 года коллектив под руководством тех же основных авторов — британца Тимоти Лентона и немца Ханса Иоахима Шелльнубера — рассказал в Nature, что больше половины (девять) элементов из сформулированного списка уже достигли своих критических точек. Они добавили в свой перечень еще два элемента — льды Восточной Антарктиды и коралловые рифы теплых морей. Ученые отметили, что за прошедшее время все упомянутые ледники теряли площадь с нарастающей скоростью. Вечная мерзлота тает, бассейн Амазонки испытывает участившиеся засухи. В бореальных лесах стало больше пожаров и изменился состав насекомых, особенно вредителей. Массово вымирают виды, населяющие коралловые рифы.
Для льдов Западной Антарктики критическая точка означает необратимость таяния льдов. Так называемая линия налегания — граница на дне океана, где встречаются почва, вода и ледник, — подступает все ближе к материку, и этот процесс прошел точку невозврата. То есть если до этого прекращение повышения температуры остановило бы процесс, то после прохождения рубежа таяние уже в любом случае продолжится. Теперь люди если и могут на что-то повлиять, то лишь на скорость изменений. В какой-то момент таяние ледника может дестабилизировать весь ледовый щит Западной Антарктиды, что в конечном итоге приведет к повышению уровня Мирового океана на 3 м. Еще три-четыре метра может дать также дестабилизировавшийся ледник Восточной Антарктиды, семь — льды Гренландии. Опасность состоит в том, что эти эффекты усиливают друг друга.
Замедление циркуляции вод Атлантики тоже запускает своего рода эффект домино. Циркуляция находится в центре климатической системы — на нее влияют тающие льды, а она провоцирует изменения в климате Амазонии, разбалансируя его и принося то шторма, то засухи.
Еще один критический элемент — феномен «Эль-Ниньо» (El Nino, по-испански — «мальчик»). Так называют смещение аномально теплых приповерхностных вод экваториальной части Тихого океана с запада на восток. Раз в несколько лет «Эль-Ниньо» сменяется «Ла-Ниньей» («девочка»), при которой приповерхностные воды более холодные, однако и сила, и продолжительность этих циклов очень разные. «Эль-Ниньо» вызывает дожди и наводнения в Центральной Америке и засуху в Австралии, Индонезии и Африке. И повсюду сопровождается штормами.
«Эль-Ниньо» пока не прошел свою критическую точку, по версии авторов статьи в PNAS, но ученые из Технологического института Джорджии обнаружили, что в индустриальную эпоху феномен стал дольше и сильнее. Они установили это, изучая годовые кольца древних тропических коралловых рифов — они «записывают» холодные и теплые периоды, поглощая, в зависимости от температуры, разное количество кислорода, поэтому дают точные данные за периоды, значительно превышающие историю наблюдений. Авторы опасаются, что если тренд сохранится, то «мальчик» придет и не уйдет тысячу лет. Это будет означать фактическую непригодность для жизни многих обитаемых сегодня областей.
Такие суровые изменения погоды влияют на общества и государства в целом. Годы «Эль-Ниньо» отличаются вспышками инфекционных заболеваний, особенно малярии и энцефалита. Исследование, охватившее период с 1950 по 2004 год, показало, что вызванные «Эль-Ниньо» бедствия вдвое повышают вероятность гражданских войн, особенно в бедных странах.
Последствия изменения климата не милуют и отрицающих это явление, и сомневающихся в том, что оно носит рукотворный характер. И вне зависимости от стороны, которую принимают политики и граждане в эмоциональном споре, государствам придется принимать программы адаптации к новым условиям. Чем раньше, тем лучше и для людей, и для бюджетов. Уже сейчас надо думать, как отвечать на участившиеся наводнения, пожары и смерчи, как справляться с вызванными ими неурожаями. Есть небольшой шанс, что прогнозы климатологов, которые сбываются, и это можно проверить, помогут уменьшить потери драгоценного времени, уходящего на дискуссии.