Земля приближается к необратимой точке перелома в климатической ситуации

Новый анализ предполагает, что отдельные участки климатической системы Земли могут приближаться к опасным критическим точкам раньше, чем предполагали ученые ранее. Результаты исследования опубликованы в журнале One Earth.

Опасение вызывает то, что после превышения определенных пороговых значений мощные петли обратной связи могут ускорить потепление и повышение уровня моря, что сделает последующие изменения крайне труднообратимыми.

В исследовании объединены данные об обратной связи в климате и 16 основных «факторах, меняющих ситуацию к лучшему», включая ледяные щиты, леса, океанские течения и мерзлые почвы.

Международная исследовательская группа под руководством ученого из Университета штата Орегон Уильяма Риппла предупреждает, что планета, возможно, отдаляется от стабильных климатических условий, которые позволили развиться современным обществам, что повышает риск более быстрых и резких климатических изменений.

Исследователи исходят из простой идеи: климат Земли не всегда был спокойным и предсказуемым. По сравнению с большей частью последнего миллиона лет, относительно стабильный период, в котором мы живем, является историческим исключением.

«После миллиона лет колебаний между ледниковыми периодами, разделенными более теплыми периодами, климат Земли стабилизировался более 11 000 лет назад, что позволило развиваться сельскому хозяйству и сложным обществам», — сказал Риппл. «Сейчас мы отдаляемся от этой стабильности и можем вступить в период беспрецедентных климатических изменений».

Это важно, потому что переломные моменты — это не просто постепенные изменения. Это когда системы мгновенно переходят в другое состояние. Как только происходит один сдвиг, он может повысить вероятность других сдвигов, подобно цепной реакции домино в тесно взаимосвязанном мире.

В данном исследовании к критическим элементам относятся основные части земной системы, которые могут потерять стабильность, если потепление превысит критические температурные пороги. В этот список входят лед, океаны, леса и мерзлые почвы.

К числу ключевых факторов, способных переломить ситуацию, относятся ледяные щиты Гренландии и Антарктиды, горные ледники и морской лед.

К другим относятся бореальные леса и вечная мерзлота, тропические леса Амазонки и Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (АМОК), крупная система океанических течений, оказывающая сильное влияние на глобальный климат.

Исследователи обеспокоены тем, что резкие изменения в одном месте могут вызвать цепную реакцию изменений в других местах.

Подобная цепная реакция может привести планету к экстремальному потеплению и повышению уровня моря, которые будет трудно остановить в масштабах, сопоставимых с человеческими временами, даже при значительном сокращении выбросов.

Анализ также указывает на тревожный рубеж. Спустя почти 10 лет после того, как Парижское соглашение установило цель ограничить долгосрочное потепление до 1,5°C выше доиндустриального уровня, повышение глобальной температуры превышало 1,5°C в течение 12 месяцев подряд.

Этот период также совпал с экстремальными, смертоносными и дорогостоящими климатическими катастрофами, включая лесные пожары и наводнения.

Авторы утверждают, что продолжающийся уже год прорыв не следует рассматривать как кратковременную аномалию, поскольку он может указывать на то, что долгосрочный средний показатель уже колеблется вблизи этого уровня.

Превышение температурного предела обычно оценивается с использованием 20-летних средних значений, но моделирование климата показывает, что недавнее превышение за последние 12 месяцев указывает на то, что долгосрочное среднее потепление уже составляет или приближается к 1,5 градусам.

«Вполне вероятно, что глобальные температуры сейчас такие же высокие или даже выше, чем когда-либо за последние 125 000 лет, и что изменение климата происходит быстрее, чем предсказывали многие ученые», — сказал соавтор исследования Кристофер Вольф, ученый из организации Terrestrial Ecosystems Research Associates (TERA).

Исследователи также указывают на парниковые газы как на еще один тревожный сигнал. По их словам, уровень углекислого газа, вероятно, самый высокий как минимум за последние 2 миллиона лет.

При концентрации CO2 в атмосфере выше 420 частей на миллион, это примерно на 50 процентов больше, чем было до промышленной революции.

Одна из причин, почему переломные моменты вызывают такой страх, заключается в том, что изменение климата может подпитывать само себя.

В исследовании описывается, как потепление вызывает ответные реакции во льду, лесах, почвах и океанах, которые могут привести к обратному эффекту и усилению первоначального потепления. Это петли климатической обратной связи.

«Усиление обратной связи повышает риски ускоренного потепления», — сказал Риппл. «Например, таяние льда и снега, оттаивание вечной мерзлоты, гибель лесов и потеря углерода в почве могут усиливать потепление и, в свою очередь, влиять на чувствительность климатической системы к парниковым газам».

Ключевым моментом является именно «усиление». Таяние льда снижает отражательную способность планеты, поэтому она поглощает больше тепла. Оттаивание вечной мерзлоты может высвобождать парниковые газы. Отмирание лесов может ослабить основной природный поглотитель углерода.

Как только эти процессы начнутся, они могут подтолкнуть систему к еще большему потеплению без каких-либо дополнительных выбросов в этот момент.

Авторы подчеркивают, насколько взаимосвязана климатическая система Земли. Дестабилизация в одном регионе может вызвать цепную реакцию в океанах и на континентах.

Таяние льда может уменьшить альбедо, ускорить потепление, а также изменить схемы циркуляции океана, такие как Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC). Эти изменения, в свою очередь, могут изменить характер выпадения осадков, в том числе в тропических дождевых поясах.

Команда разработала сценарий, связывающий Гренландию, Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию (AMOC) и Амазонию. Например, по мере таяния ледяного щита Гренландии может произойти дальнейшее ослабление AMOC, что, в свою очередь, может привести к тому, что часть Амазонии превратится из тропического леса в саванну.

«Амазонка AMOC уже демонстрирует признаки ослабления, и это может увеличить риск гибели Амазонии, что окажет серьезное негативное воздействие на накопление углерода и биоразнообразие», — заявили исследователи. «Углерод, выделяемый в результате гибели растений Амазонии, еще больше усугубит глобальное потепление и будет взаимодействовать с другими механизмами обратной связи. Нам необходимо быстро отреагировать на стремительно сокращающиеся возможности предотвращения опасных и неконтролируемых последствий изменения климата».

Исследование также предполагает, что в некоторых местах процесс опрокидывания ледников, возможно, уже начался. Ледяные щиты Гренландии и Западной Антарктиды, вероятно, находятся на грани опрокидывания, а бореальная вечная мерзлота, горные ледники и Амазония, похоже, близки к этому.

Команда утверждает, что неопределенность здесь не внушает оптимизма. Напротив, это повод действовать с большей осторожностью. Если пороговые значения неясны, не стоит их обнаруживать, пересекая их.

«Существующие подходы к смягчению последствий изменения климата, включая расширение использования возобновляемых источников энергии и защиту экосистем, накапливающих углерод, имеют решающее значение для ограничения повышения глобальной температуры», — говорят авторы исследования.

Они также призывают заложить принципы климатической устойчивости в государственную политику наряду с социально справедливым поэтапным отказом от ископаемого топлива. Кроме того, они выступают за более серьезное планирование рисков, включая скоординированный глобальный мониторинг критических точек.

«Неопределенность критических порогов подчеркивает важность предосторожности — даже пересечение некоторых из этих порогов может обрекнуть планету на парниковый эффект с долгосрочными и, возможно, необратимыми последствиями», — сказал Вольф.

Исследователи отмечают, что политики и общественность по-прежнему в значительной степени не осведомлены о рисках, связанных с тем, что может стать точкой невозврата в процессе перехода.

Избежать «парникового» климатического тренда для Земли гораздо проще, чем пытаться изменить его, когда переходный период уже начнётся.