Проблемы изменения климата в мире

1. Потепление — процесс глобальный

2009 год начался с отрезвляющей новости — Антарктида нагревается! Об этом сообщил Эрик Стейг (Eric Steig) из Университета имени Вашингтона (Сиэтл) с коллегами в январском выпуске журнала Nature (№457, 459–462, 2009). Авторы использовали спутниковые данные совместно с историческими данными погодных станций, чтобы интерполировать значения температуры региона за последние 50 лет. Они обнаружили увеличение средней температуры Западной Антарктиды на 0,1 C в год. Предыдущие исследования, которые основывались на данных небольшого количества погодных станций, показывали охлаждение.

Новые данные подтверждаются октябрьской публикацией в Geophysical Research Letters (36, L20704; 2009) Лиз Томас (Liz Thomas ) из Британской Антарктической Службы с коллегами, в которой на основе анализа кернов льда Юго-западной Антарктиды показано потепление на 2,7 C за последние 50 лет. Таким образом, «мы теперь видим, что потепление имеет место быть на всех семи континентах», - сообщил Стейг New York Times.

2.Замешательство вокруг охлаждения

В марте этого года при обсуждении ряда работ была неправильно истолкована периодичность климата. Искаженное толкование предполагало, что мы живем в период глобального похолодания. Пришлось затратить немало усилий для прояснения ситуации.

Первая такая работа опубликована в Geophysical Research Letters Кайлом Свонсоном (Kyle Swanson and Anastasios A. Tsonis, GRL 36, L06711; 2009) из Университета Висконсина — Милуоки. В ней исследуются естественная изменчивость климата, включая краткосрочные явления, например, Эль Ниньо. Обнаружено, что смена климатических состояний может происходить как синхронизации процессов естественной изменчивости климата, в этот краткосрочный период может наблюдаться пауза в потеплении. «Важно отметить, что мы не говорим о глобальном охлаждении, а только о паузе в потеплении», - отметил Свонсон в блоге «Реальный Климат». «Сломанный телефон» зазвонил второй раз, когда в сентябре на конференции по климату в Женеве Моджиб Латиф (Mojib Latif) из Института Морских Наук имени Лейбница (Германия) заявил, что «теоретически возможно, что мы еще увидим одно или даже два десятилетия, когда температура уменьшиться по сравнению с нынешним уровнем». Некоторые службы новостей сразу сообщили, что Латиф предсказывает глобальное похолодание, что на самом деле не имело место быть.

В обоих этих случаях исследователи признают, что потепление происходит и будет происходить в долгосрочной перспективе.

3. Оценки уровня моря

В 2009 году ученые продвинулись вперед в вопросе роста уровня моря в связи с глобальным потеплением. В докладе Межправительственной Комиссии по Изменению Климата (МКИК) от 2007 года указывалось, что максимальный рост уровня моря к 2100 году составит 69 сантиметров. Там же отмечалось, что эта оценка занижена, так как она не учитывает вклад динамических процессов, например, отрыв ледников у Гренландии и Антарктиды.

В марте на конференции по изменению климата было сообщено, что уровень моря к 2100 году может подняться на один метр. Часть этой величины обусловлена «тепловым расширением» - нагреваясь вода расширяется. Океан нагревается на 50% быстрее, чем предполагали ученые. Другая часть связана с более интенсивным, чем предполагалось ранее, таянием ледяных шапок в Гренландии и Антарктиде (Nature 461, 971–975; 2009).

4. Разговоры о целях

На фоне обсуждений о том, как избежать катастрофического потепления климата: будет ли достаточно стабилизировать концентрацию CO2 на уровне в 450 или 350 p.p.m., можно ли пройти пик выбросов к 2015 или 2020 году, группа ученых предложила сконцентрироваться на одном круглом числе. Это число — один триллион тонн. Такова масса суммарных выбросов CO2, если человечество ставит цель избежать потепления выше 2 C. Эти данные приводит физик из Оксфорда Майлс Аллен (Nature 348, 1163; 2009)

Половина этой цифры человечество уже «потратило». При нынешнем темпе выбросов оставшуюся половину триллиона тонн человечество выбросит в атмосферу за 40 лет. Кумулятивный подход в определении «красной черты климата» подчеркивает, что чем больше промедление, тем более радикальные меры нужно будет принять в будущем.

5. Климатология на заказ

Пока выбросы продолжают расти, правительства нескольких стран поручили ученым детально просчитать локальные последствия глобального потепления. По просьбе правительства Великобритании в июле этого года ученые опубликовали ряд региональных прогнозов в связи с ожидаемым изменением климата. Вся страна в этом исследовании была поделена сеткой с ячейками в 25 километров.

Примеру Великобритании последовали другие страны. В Германии был открыт Центр Климатической Службы, где предоставляется информация по изменениям климата, включая прогнозы для конкретных территорий (малых масштабов). Эта информация поможет регионам подготовиться к возможным изменениям (засухе, наводнениям и пр.). О намерении создать Национальную Климатическую Службу заявили США.

6. Мир «послезавтра»

В апреле в Nature (458, 1102; 2009) Мартин Пэри (Martin Parry) из Имперского Колледжа предупредил, что мы должны начать подготовку (адаптацию) к тому, что мы перейдем рубеж в потеплении в 2 C. Он заявил, что даже если пик выбросов придется на 2015 год, и далее мы будем сокращать выбросы на 3% в год, все равно рубеж в 2 C будет пройден. Мы должны начать планировать адаптацию к потеплению в 4 C относительно доиндустриального уровня.

Это информация была подтверждена на конференции в Оксфорде. Там было объявлено, что потепление в 4 C приведет во всем мире к падению валового внутреннего продукта на 1 триллион долларов. 146 миллионов человек должны будут уехать из своих домов из-за наводнений, болезней, пожаров, голода и пр. Ричард Бэттс (Richard Betts) исследователь из Метеорологического Бюро Центра Хэдли (Великобритания) заявил на конференции, что температура может подняться выше 4 С отчасти потому, что естественные поглотители углерода могут потерять свою способность поглощать углерод из атмосферы.

Европейское объединение из 65 исследовательских центров в ноябре постановило, что удержание потепления на отметке ниже 2 C потребует снижения выбросов углерода практически до нуля к 2100 году, а с 2050 потребуется отбор углерода из атмосферы.

7. Успехи геоинжиниринга

За 2009 геоинжиниринг продвинулся от научной фантастики к действительности. Немецкие и индийские ученые (с одобрения немецких министров) провели эксперимент по сбросу в Южный Океан сульфата железа для стимулирования цветения планктона. Бурное размножение планктонных водорослей должно, по замыслу ученых, привести к снижению концентрации углекислого газа в атмосфере.

Британское Королевское Общество выступило с обращением, что геоинжиниринг может стать последней надеждой в вопросе глобального потепления. С подобными заявлениями выступила Национальная Академия Наук США.

8. Охлаждение аэрозолями под вопросом

Ранее существовала идея борьбы с глобальным потеплением аэрозолями. Считалось, что они во-первых отражают солнечную радиацию, а во-вторых увеличивают время жизни облаков, что так же препятствует потеплению. Но в опубликованном в этом году обзоре (Nature 461, 607; 2009), авторы пришли ко выводу, что их действие зависит от типа облаков и региона, в котором они распыляются. В ряде случаев аэрозоли сокращают жизнь облаков. Авторы заключили, что охлаждение данным методом минимально и призвали к большему количеству исследований.

В исследовании команды Дрю Шиндела (Drew Shindell, Science 326, 716; 2009) из Института Космических Исследований имени Годдарда (НАСА) показано, что влияние аэрозолей на температуру зависит от их взаимодействия с атмосферными газами. Они обнаружили, что за столетний период взаимодействие аэрозоли увеличит метановый потенциал потепления на 10%, а с учетом взаимодействия аэрозолей и облаков эта величина возрастет до 20-40%. Увеличение потепления частично компенсируется увеличением охлаждения из-за взаимодействия сульфатных аэрозолей с оксидом азота. Но все еще не учтены все факторы.

9. Гималайские ледники

В ноябре Индийское Министерство Окружающей Среды и Леса распространило спорное сообщение от отставного гляциолога (гляциология — наука о природных льдах), утверждающего, что ледники в Гималаях не тают перед лицом глобального потепления. Доклад вызвал волну возмущений тем, что исследование было основано на изучении проб только 25 ледников. В интервью газете Guardian представитель МКИК Раджендра Пачаури (Rajendra Pachauri) назвал результаты необоснованными. В докладе МКИК 2007 года сообщалось, что 15000 гималайских ледников таят быстрее, чем любые другие на планете, и могут полностью исчезнуть к 2035 году.

10. «Климатгейт» — скандал с письмами климатологов

Накануне саммита ООН по климату с сервера Группы по Климатическим Исследованиям (CRU) Университета Восточной Англии были украдены и размещены в Интернете тысячи писем и документов. Инцидент вызвал восторг у отрицателей климатических изменений и смущение климатологов.

Электронные сообщения носили личный характер, некоторые из них содержали оскорбления в адрес коллег. В письмах обсуждалось как избежать критики при публикации «сырых» работ. Авторы высказывали беспокойство, что журналы начинают испытывать симпатии оппонентам. Наибольшее беспокойство вызвало письмо, в котором предлагалось «массажировать» результаты исследования. Автор сообщал, что уже использовал этот «трюк» ранее для того, чтобы «скрыть снижение» в одном наборе данных.

И все же электронные письма говорят не о великом заговоре, придуманного глобального потепления, а о искренних исследователях, изо всех сил пытающихся сделать хорошую работу в этом чрезмерно политизированном мире.

11. Глобальное потепление и его последствия

В 80-х и 90-х годах международная группа учёных отправилась на полюса, туда где история земного климата сохранилась во льду. Ледяные керны, это как машина времени, с их помощью он может воссоздать картину изменения климата. Лёд это кладезь информации, слои не только указывают на возраст льда, они сохраняют вулканическую пыль и песок с периодов засухи. Таким образом , всё что находилось в атмосфере можно измерить, в том числе её состав. Сколько было углекислоты, метана и что происходило с парниковыми газами. Концентрация различных изотопов кислорода в ледяных кернах, может указывать насколько колебалась температура в прошлом.

Если изобразить зависимость древних температур от древних уровней углекислоты взятых из ледяных кернах, то причина сегодняшнего кризиса становится ясной. График показывает две вещи, во-первых уровень углекислоты напрямую связан с температурой, во-вторых сегодня они повышаются очень быстро. Углекислота один из основных парниковых газов, эти газы удерживают тепло, которое излучает поверхность земли. Тепло остается в атмосфере вместо того, что бы уходить в космос, результат – глобальное потепление.

Сейчас уровень углекислоты в атмосфере повышается, к чему это приведёт? Мы достаточно уверены, что произойдёт потепление и вот одно из доказательств, этого утверждения. Синим на графике показана температура в Антарктиде, а красным углекислота в атмосфере, и начиная от 400 тыс лет назад до сегодняшнего дня. Синим показаны циклы ледникового периода (холодно – верхний пик, тепло – нижний пик графика), что связано со свойствами земной орбиты, полюс наклоняется и получает больше солнечного света из-за изменения орбиты. Прекрасный ритм, который является характерной чертой орбиты, но странно то, что летом Арктика получает много солнечного света, когда было холодно и это очень трудно объяснить. Почему больше солнца дает меньше тепла, разгадка была в углекислоте, когда в Антарктике было холодно, уровень углекислоты был низким, а когда в Антарктике было тепло он был высоким. При повышении углекислоты мы прогнозируем потепление. Связь между уровнем углекислоты и температурой существует уже очень давно, но сегодня ситуация отличается. Текущий скачок углекислоты вызван не только естественными процессами, в этом есть и наша собственная вина.

В 1850 начинается промышленная революция и уровень углекислоты начинает повышаться, мы сжигаем ископаемое, топливо, вырубаем много деревьев, углекислота продолжает накапливаться, и произошедшее изменение очень явное и ясно с чем оно связано, несомненно это мы изменили атмосферу. Если мы ничего не сделаем для снижения выбросов, уровень углекислоты будет подниматься в среднем на 30% в течении последующих 50 лет. Это может привести к повышению температуры в среднем 5.5 С. Если эта тенденция будет продолжаться, то температура к концу 21 века будет выше чем когда либо в течении последнего миллиона лет.

Большую часть времени море это наш друг, место для отдыха, для приобретения недвижимости, по прогнозам через три десятилетия 75% населения земли будет жить в прибрежной зоне. Через 100 лет, города от Шанхая до Нью-Йорка могут оказаться под водой. Проблема во льду, в айсбергах, горных ледниках, огромных ледяных щитах Гренландии и Антарктики, все они тают. Если лёд растает береговая линия сдвинется вглубь материка, то наши города станут рифами.

Таяние льда, это не всегда проблема, всё зависит от того где находится лёд. Если тающий лёд уже плавает на поверхности моря, то он не представляет угрозы. На планете много льда, и только часть его поднимает уровень моря при таянии. Это очень хорошо будет видно, если взять ёмкость воды со льдом. Можно заметить, что когда лёд полностью растает, уровень воды в ёмкости не повысится. Таяние плавающего льда не повышает уровень мирового океана, но что будет если мы растопим ледники Альп, Антарктики или Гренландии? Совершенно верно, новая порция льда в океане повысит уровень воды. В 2001 году прогнозировалась повышение на один метр, но согласно новому открытию – древним коралловым рифам, в будущем повышение может достичь шести метров. Разгадка этой новой угрозы найдена благодаря крошечному организму, который жил сотни миллионов лет тому назад. Это существо ещё живёт во многих регионах планеты и сегодня – кораллы.

Древние коралловые рифы показывают насколько высоко могут подняться уровни моря после таяния ледников. Этот вид тропического коралла растёт только в мелкой воде, прямо у поверхности моря, если он находится выше воды он погибает, если он слишком глубоко, он тоже погибает, это прекрасный маркер уровня море на протяжении истории.

Если скопление кораллов находят выше уровня моря, это значит, что когда-то уровень моря был выше. Найденные древние кораллы показывают, что уровень моря достигал на шесть метров выше теперешнего уровня моря. Изучая данные древних ледниковых кернов. Можно рассчитать среднюю температуру воды в то время когда были живы кораллы. Результаты удивляют. Летние арктические температуры, которые были причиной высокого уровня моря 130 тыс лет назад были всего лишь на 3-5 градусов выше чем сейчас. Можно предположить, что к концу этого века, мы пройдём эту точку, когда было теплее чем тогда, значит все эти ледяные щиты начнут таять.

Сравнивая сегодняшнюю скорость таяния, можно прийти к выводу что западно-антарктический щит как и Гренландия растает. Механизмы которые привели к таянию тогда, вызывают повышение уровня моря сегодня. Учёные обеспокоены. Возможно, что Земля приближается глобальному таянию гораздо быстрее чем кто либо думал. Земля приближается к переломной точке, к точке когда изменение климата станет настолько сильным, что выйдет из под контроля.

Повышение температуры всего на несколько градусов может оказать огромное влияние на человеческое общество и экосистему. В связи с этим потеплением ускорится до той точки, когда земля уже не сможет вернуться назад. Мы на грани планетарного таяния. Если мы не примем срочных мер по снижению парниковых газов, возможно мы увидим повышение уровня моря до 6 метров. При таком повышении уровня моря площадь затопления Флориды и Петербурга может составить более 50%.

2/3 населения мира живёт в пределах 96 км от моря, последствия надвигающегося таяния могут быть катастрофическими. Проблема заключается ещё и в том, что с повышением температуры начинают изменяться погодные условия. На земле существует много процессов которые сдерживают сильное изменение климата. Даже сам лёд – это часть процесса который охлаждает землю. Но некоторые учёные опасаются, что эти предохранительные механизмы выходят из строя и планетарное потепление вышло из под контроля.

Земля нагревается и ледяные шапки тают, уровень моря повышается, причина – деятельность человека и это означает, что мы должны это остановить. Но недавно учёные обнаружили новую проблему. Глобальное потепление наносит ущерб одному из процессов, который регулирует температуру земли. Лёд отражает энергию солнца обратно в космос и это способствует охлаждению Земли. При таянии остается меньше льда, что бы отражать солнце, океаны поглощают больше тепла и эффект охлаждения ослабляется. По мере того как всё больше льда тает, на Землю проходит всё больше тепла, которое растапливает всё больше льда. Это замкнутый круг.

Отражающая способность поверхности известна под названием альбедо. Альбедо арктического льда 80%, тёмного моря около 20%. Покрытая снегом земля отражала бы 80% солнечного света, земля без льда поглощала бы большую её часть. Где-то между этими крайностями есть точка перелома, после которого будет недостаточно льда нейтрализовать тепло поглощаемого более тёмными океанами. Глобальная температура будет быстро подниматься, остатки льда растает и уровень море поднимется. После серии тёплых лет ледяной покров начинает сокращаться на 10%, 20%, 30% , наступает ситуация, когда всё труднее вернуться назад.

В 1979 году ледяной покров составлял туже площадь, что и континентальная часть Америки, к 2000 году было потеряно более 20% площади льда. Есть опасения, что скорость таяния ледяного покрова может настолько ускориться, что уже к 2045 году льда не останется.

Сейчас не известно в какой момент, этот процесс станет необратимым. Возможно таяние всего ледяного покрова уже неизбежно. Разрушение ледяного покрова может иметь и более близкая последствия, мы уже знаем , что море нагревается, мы знаем что это ускорит таяние ледяных щитов и повысит уровень моря, но это также радикально изменит погоду.

Тепло это энергия, а температура море это механизм который приводит в движение одно из самых разрушительных явлений природы на нашей планете – ураган. Источником энергии ураганов служат водяные пары поднимающиеся с поверхности моря, поднимаясь пары конденсируются в капельки воды и отдают урагану энергию виде тепла, именно это увеличивает их силу. Значит если температура поверхности земли продолжит повышаться в зоне возникновения ураганов Атлантики и побережья Мексиканского залива и в Тихом океане, интенсивность ураганов увеличится. Дело не только в сильном ветре, в мире высокого уровня моря, есть и ещё одна опасность, связанная с огромными штормовыми приливами которые вызывает ураган. Продолжительность тропических штормов и максимальная скорость ветра при них увеличилась с середины 70-х годов примерно на 50%. За прошедшее десятилетие мир стал свидетелем самого мощного Ельниньо за весь период записи, самый разрушительный ураган за 200 лет 2005 года стал самым активным и разрушительным сезоном ураганов из зарегистрированных. Земля на грани катастрофы. Учёные прогнозируют, что штормы усилятся. В Америке, города расположенные вдоль восточного побережья находятся на пути ураганов, сколько времени осталось до того, как один из них попадёт под удар? Эти ураганы вызовут массовые разрушения. Сегодня после Катрины, которая была первым отголоском в США , многие задумываются над ураганом. Но людям нужно понимать, сто северный ураган, который обрушится от Вашингтона до границ с Канадой имеет совершенно другие характеристики. Он движется в 2-3 раза быстрее, и из-за этого сильный ветер его правой стороны намного усиливается, значит если это третья категория, с той стороны это может быть пятая категория. Такие города как Нью-Йорк уязвимы для затопления.

Глобальное таяние это мрачная картина будущего, но по мнению учёных она неизбежна если мы не будем действовать, наш мир меняется до неузнаваемости и мы люди усугубляем этот процесс. Ледяные шапки тают и уровень моря ползёт всё выше и выше, что хуже что мы всё ближе к переломной точке после которой мы не сможем остановить происходящее, но надежда есть. Некоторые учёные считают, что если действовать сейчас, мы можем успеть остановить таяние, пока не слишком поздно.

Мы прекратили выбрасывать свинец в атмосферу и атмосфера изменилась. Сможем ли мы тоже самое сделать с углекислотой? Инвестирую в возобновляемые источники энергии такие, как ветер и солнечная энергия, мы сократим выбросы парникового газа , возможно мы начнем очищать атмосферу, возможно нам удастся избежать перехода климата за точку невозвращения, и это будет трудно. Это неизбежно, мы должны жить вместе с природой, а не бороться с ней потому что наши передовые технологии смогут только отсрочить неизбежное.

Мы вызываем эти изменения, но они относятся к следующему поколению, те кто будет страдать от последствий, это наши дети и внуки.

Мы можем решать эту проблему позже, строя стены или передвигая города сейчас, стараясь замедлить потепления, стараясь узнать, как можно сохранить ледяные щиты в целостности и сохранности. Но в случае неудачи последствия будут действительно ужасающие, если у нас не получится, завтра мы можем не узнать наш мир, социальный и экономический Хаус, человеческая трагедия ужасающих масштабов, иле же если мы будем действовать никаких изменений не произойдёт, выбор за нами.