Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 
 

4 стадии отрицания глобального потепления. Часть 1: жизненные показатели планеты

 

Думаю, все мы слышали о такой проблеме, как глобальное потепление, а может, и замечали его за окном своих квартир – так, 2019 год стал самым тёплым в России и вторым самым тёплым в мире. Но мало кто вдавался в подробности об этом явлении, и мало кто понимает, чем оно на самом деле грозит нам и каковы его реальные масштабы – и, что важнее всего, что мы можем с ним сделать. Более того, многие считают, что глобального потепления нет, а если есть, то в нём виноваты не мы, а если и виноваты, то это не так уж и плохо. В этой статье я пройдусь по всем стадиям отрицания глобального потепления и постараюсь собрать воедино все доказательства того, что нам пора беспокоиться об изменении климата.

Мнение учёных

Прежде всего, стоит понять, насколько отрицание глобального потепления распространено среди учёных. По данным одной работы, консенсус по этому вопросу достиг практически 100% - то есть, почти 100% учёных не отрицают существование глобального потепления. Правда, в ней рассматривались лишь названия исследований, а сами исследования читались, только если в названии содержался хотя бы намёк на то, что в статье может отрицаться изменение климата. По данным метаанализа, в котором были рассмотрены результаты нескольких опросов учёных и анализов научных публикаций, 90-100% учёных признают, что глобальное потепление существует и было вызвано человеком. Причём публикации, в которых отрицается существование глобального потепления, содержат в себе недостатки, такие как игнорирование исследований, не вписывающихся в гипотезу, ошибочное понимание физических процессов и неверные статистические методы. 

Недавно 11258 учёных подписали письмо, предупреждающее о климатической катастрофе. Ещё одно такое письмо ранее было подписано 15364 учёными. По сравнению с этим, акции климатических "скептиков" выглядят просто жалко - некоторые отрицатели изменения климата всерьёз пытаются использовать в качестве аргумента письмо, не содержащее ссылок на научные исследования, которое подписали 500 учёных. Среди них было всего 10 климатологов, и при этом присутствовали люди, связанные с угольной и нефтяной промышленностью (Вилли Сун, Вив Форбс, Ричард Линдзен, Фриц Вахренхолт, Патрик Михаэлс и др.). Все утверждения, сделанные в этом письме, ложны (1,2).

 

Стадия 1: отрицание

Действительно ли мы наблюдаем рост температуры? Да. Вот как выглядит график аномалии средней мировой температуры (то есть её отклонения от среднего значения за 1951-1980 годы) за последние 140 лет:

Климатические «скептики» любят вырывать из этого графика конкретные отрезки, на которых температура, кажется, остаётся неизменной, а то и вовсе падает. Это неправильно – температура в краткосрочной перспективе может колебаться по многим причинам, таким как океанические циклы El Niño и La Niña, при которых температура океана понижается/повышается соответственно. Смотреть следует на глобальный температурный тренд, который виден невооружённым взглядом.

Также некоторые отрицатели изменения климата утверждают, что термометры на американских метеостанциях были размещены неправильно (например, на раскалённых крышах или около очистных сооружений), из-за чего они якобы завышают температуру нашей планеты. На самом деле, некоторые станции, которые, по мнению климатических "скептиков", завышали температуру, на самом деле её занижали. Другие методы анализа тех же данных и другие методы измерения температуры дают такие же результаты. Кроме того, полученные данные тщательно корректируются НАСА, чтобы учесть все возможные факторы, которые могут повлиять на результаты измерений.

Есть и способы, которые позволяют нам заглянуть в прошлое дальше, чем позволяют инструментальные методы измерения температуры. Мы можем узнать температуру в прошлом с помощью прокси-методов, таких как измерение количества различных изотопов воды и водорода во льду, ширины колец деревьев, температуры в глубоких скважинах, количества изотопов кислорода в скелетах кораллов и т.д.  Результаты последних исследований показывают, что мы с большой вероятностью живём в самое жаркое время за последние две тысячи лет и колебания температуры в конце 20-начале 21 века выходят за пределы естественной изменчивости. Кроме того, в одном из исследований был опровергнут известный миф климатических «скептиков» о том, что потепление вызвано изменениями в солнечной активности. Вот так выглядят колебания температуры в течение нашей эры:

Стоит отметить, что в истории были периоды временного потепления – например, так называемый «Средневековый тепловой период». Но в те времена не было так тепло, как сейчас, и потепление не было повсеместным. График ниже показывает, сколько процентов суши в прошлом испытывали повышенные значения температуры. 

Если что, двадцатый век стал самым тёплым для 98% земной поверхности. Для сравнения, в 84% случаев пики потепления или похолодания продолжительностью 51 год случались менее чем в половине регионов планеты.

Существует множество более старых реконструкций температуры, подтверждающих, что двадцатый век был самым тёплым по крайней мере за последнюю тысячу лет.

Есть данные за более ранние периоды. Вот реконструкция температуры за 11300 лет:

Данные реконструкции показывают, что в первое десятилетие 21 века температура была выше, чем на протяжении 75% рассмотренного отрезка времени. И это при том, что первое десятилетие 20 века было холоднее, чем 95% рассматриваемого отрезка времени! Конечно, климатическим «скептикам» эта работа не понравилась, и на неё обрушилось огромное количество критики. Ответы на неё можно найти на этих сайтах (1,2,3,4). Также здесь был разобран график температуры ледяных кернов в Гренландии, использованный на псевдонаучном сайте whatts up with what для критики исследования.

Чем дальше мы углубляемся в прошлое, тем менее уникальной кажется ситуация с температурой на планете в наши дни. Вот реконструкция температуры и уровня CO2 за последние 3 миллиона лет. Обратите внимание на то, насколько велика концентрация углекислого газа в атмосфере современной Земли:

А вот предварительные результаты реконструкции температуры за 500 миллионов лет.

Таким образом, становится понятно, что мы живём в далеко не в самое тёплое время в истории Земли. Однако важно понимать, что в те времена не было человеческой цивилизации, для которой изменения климата могут привести к серьёзным негативным последствиям. Резкие изменения климата в древности тоже были вовсе не безболезненными для биосферы. Не одно массовое вымирание было связано (1,2,3,4) с изменениями климата: так, потепление, связанное с выбросом в атмосферу вулканических газов, стало одной из причин массового вымирания, произошедшего 510 миллионов лет назад. Также одной из основных причин Великого вымирания (252 млн. лет назад), в результате которого вымерло до 96% морских видов, было потепление, которое привело к уменьшению количества кислорода в океанах. Потепление замешано и в Триасово-юрском вымирании (200 млн. лет назад), и в Мел-палеогеновом вымирании (66 млн. лет назад), и во многих других разрушительных для жизни на Земле событиях. В целом, была найдена сильная связь между извержениями больших магматических провинций (которые вызывают кратковременное охлаждение, а затем долговременное потепление) и вымираниями. В ещё одном исследовании была найдена отрицательная корреляция между биоразнообразием и повышенной температурой.

Кроме того, современное потепление вызвано явно не естественными факторами, что также будет доказано далее.

Учёные пытаются заглянуть не только в прошлое, но и в будущее. Сценарии серьёзно различаются в зависимости от того, станет ли человечество сокращать выбросы углекислого газа или же пожелает зарыть голову в песок. В принципе, самый потимальный сценарий – это потепление на 1,5 градуса выше доиндустриальных значений к 2100 году. Позже я расскажу, что нам придётся сделать для достижения этой задачи. Но вполне вероятно, что градусов будет 2. А если человечество не будет ничего делать, то даже при полном осуществлении существующих международных соглашений потепление достигнет примерно 3 градусов. Самый экстремальный сценарий, озвученный в пятом докладе МГЭИК, предполагает рост температуры до более чем 4,5 градусов.

 

Существует интерактивная карта, на которой отображены изменения температуры в прошлом и прогнозируемые изменения в будущем для различных участков планеты. На ней можно посмотреть, как менялась и как изменится температура рядом с вашим городом.

Разумеется, вы можете спросить: насколько точны такие предсказания? Это сложный вопрос. Стоит понимать, что чем позже выходит модель, тем она совершеннее. Но при этом со времени создания этой же модели прошло меньше времени, а значит её предсказания проходят всё меньшую проверку временем. Кроме того, одной из причин, по которым некоторые модели преувеличивают или преуменьшают потепление, является неверное представление о выбросах углекислого газа в будущем. В целом, несмотря на все сложности, всё не так плохо - по данным одного исследования, 10 из 17 рассмотренных прогнозов изменения климата, некоторые из которых были созданы 50 лет назад, сходятся с текущими наблюдениями. Если учесть неверные предсказания роста углекислого газа, то верными становятся 14 прогнозов. При этом некоторые модели содержали несколько прогнозов для разных уровней выбросов углекислого газа. Вот ещё несколько сайтов со сравнениями моделей с наблюдаемой реальностью (1,2). 

На видео ниже показаны предсказания некоторых климатических моделей. Если говорить о МГЭИК, то третий, четвёртый и пятый прогнозы ошиблись меньше всего (на 8-14%). Причём третий прогноз ошибся на 14% в меньшую сторону, то есть недооценил потепление. Есть ещё несколько примеров таких заниженных прогнозов: так, арктический морской лёд тает быстрее, чем ожидалось в четвёртом докладе МГЭИК. То же самое можно сказать и про скорость повышения уровня моря.

В сети распространение получил один график, на котором наблюдаемая температура сравнивалась с результатами моделирования CMIP-5. В нём был допущен ряд ошибок (1,2).

Во-первых, Джон Кристи (автор графика) не показал диапазон неопределённости - он показал лишь усреднённое значение многочисленных климатических моделей.

Во-вторых, на графике не было показано отношение температуры к некоему базовом периоду, длящемуся 10 или более лет, как это обычно делается в климатологии – вместо этого графики были выровнены в 1979 году. Это преувеличивается разницу между ними.

В-третьих, автор скрыл расхождения между различными наборами данных, полученных со спутников и метеозондов, показав лишь их среднее значение. Он не говорит, какие конкретно данные он использует.

Ну и самое главное – мы не живём на горе Эверест. Если что, на графике сравнивается прогноз температуры поверхности с температурой тропосферы.

Стадия 2: оно само!

Итак, совершенно очевидно, что температура нашей планеты растёт и будет расти. Но почему это происходит? Земля получает от Солнца энергию, которая нагревает её. Тепло, отражаемое Землёй, задерживается в атмосфере или отражается обратно на поверхность парниковыми газами (такими как углекислый газ, метан, закись азота и т.д.), которые вырабатывает человек. Чем больше парниковых газов, тем больше тепла удерживается в атмосфере или отражается обратно на поверхность. Интересный факт – на самом деле, пар, а не углекислый газ (который считается самым опасным парниковым газом), является самым распространённым парниковым газом, однако он не накапливается в атмосфере как углекислый газ, а вместо этого участвует в цикле выпадения осадков/испарения, поэтому он не рассматривается как угроза сам по себе. Но он может усугублять потепление: чем больше температура Земли, тем больше воды испаряется с Земли и участвует в круговороте. С увеличением концентрации пара в атмосфере растёт и температура. Колесо сансары даёт оборот.

Также стоит сказать, что человечество не только нагревает, но и охлаждает Землю. Мы выбрасываем в атмосферу различные аэрозоли (сульфаты, сажу, пепел), большая часть которых отражает солнечный свет обратно в космос, а также способствует созданию облаков, тем самым частично компенсируя парниковый эффект. Так как они являются загрязнителями воздуха и не очень-то полезны для здоровья, выбросы аэрозолей в атмосферу стараются сокращать. Это означает, что их действие на климат Земли в будущем станет слабее, а глобальное потепление несколько ускорится.

Чтобы не говорили климатические «скептики», в современном глобальном потеплении виноваты в основном мы. Разумеется, существуют и естественные факторы, влияющие на температуру Земли, такие как солнечная и вулканическая активность, но их влияние просто ничтожно по сравнению с нашим. Вот диаграмма, отображающая результаты нескольких исследований, количественно оценивших вклад человека в потепление. В большинстве исследований вклад человека в потепление за последние 50-65 лет был оценён в более чем 100% – то есть, если бы не мы, климат, вероятно, становился бы всё холоднее! В четвёртой национальной оценке климата (США) был сделан вывод, что человечество ответственно за 93-123% глобального потепления за 60 лет.

Очень полезен для понимания ситуации индекс глобального потепления, который обновляется в реальном времени. Правда, в нём за базовый период была взята температура в 1850-1900 годы, так что вклад человека в потепление на нём чуть меньше 100%.

Кроме того, модели в пятом отчёте МГЭИК, в которых не учитывалось воздействие человека на климат, не давали результатов, совпадающих с наблюдаемым потеплением океана и суши (с. 52).

Без влияния человека не было бы возможным такое количество температурных рекордов (1,2).

Если говорить о естественных факторах изменения климата, то в последнее время мощность солнечного излучения вообще падает, в то время как температура растёт. Раньше ещё был положительный вклад Солнца в потепление, однако в последние десятилетия он стал скорее отрицательным.

При этом корреляция между содержанием углекислого газа в атмосфере и температурой очевидна:

Опять же, как и в случае с графиком температуры, климатические «скептики» любят выбирать удобные отрезки времени, на которых уровень углекислого газа в атмосфере и температура не коррелируют, и делать из этого выводы, противоречащие глобальному тренду.

Есть ещё некоторые доказательства того, что глобальное потепление вызвано именно человеком. Например, в то время как нижние слои атмосферы нагреваются, верхние охлаждаются – это связано как раз с тем, что парниковые газы задерживают тепло, отражаемое Землёй. Если бы потепление было связано с изменением солнечной активности, то атмосфера прогревалась бы иначе. Также наблюдается уменьшение соотношения двух изотопов углерода (С13/С12) в атмосфере – это подтверждает, что углекислый газ в атмосфере появляется из-за сжигания ископаемого угля, т.к. в растениях это соотношение ниже, чем в атмосфере. Уменьшение количества кислорода в атмосфере подтверждает, что углекислый газ возникает в процессе сжигания угля человеком. Спутниковые измерения подтверждают, что инфракрасное излучение Земли уменьшилось на тех длинах волн, которые поглощаются парниковыми газами. Наконец, стоит сказать, что ночи теплеют быстрее, чем дни, чего не происходило бы, если бы потепление было вызвано изменением активности Солнца.

Стадия 3: это не так уж и плохо!

Итак, преступник найден – это мы виноваты в том, что температура Земли увеличивается. Но стоит ли беспокоиться о потеплении? На самом деле, последствия могут быть катасрофическими.

1. Таянье ледников

Очевидно, что если температура Земли и океана растёт, то льды должны таять. Это, увы, и происходит - на графике ниже видно, как меняется протяжённость морского льда в Арктике. Она сокращается на 12,9% за десятилетие!


Такая скорость таяния Арктического морского льда не наблюдалась в течение, по крайней мере, 1450 лет. Стоит понимать, что вклад естественных факторов в таяние Арктического морского льда достигает 30-50% - то есть, мы ответственны за как минимум половину наблюдаемого сокращения льда.

Наземные ледовые щиты в Гренландии теряют массу.

Если говорить о северном полушарии в целом, то очевидно, что в нём морской лёд тает.

Наземный ледяной щит в Антарктиде тоже тает.


А вот с протяжённостью морского льда в южном полушарии всё интереснее. До 2015 года она не особо-то и падала, а среднее падение протяжённости находится в пределах погрешности. В чём же дело?

Существует несколько гипотез о том, почему Антарктический морской лёд так долго не торопился таять. Во-первых, это может быть связано с изменениями ветра. Во-вторых, талая вода с шельфа Антарктиды охлаждает поверхность воды вокруг неё, что способствует увеличению количества морского льда. В-третьих, уменьшение озоновой дыры приводит к уменьшению поглощаемого тепла и охлаждению поверхности Южного Океана.

Прочие наземные ледники также тают.

Прогнозы:

Все данные отображают изменение с 2015 по 2100

Изменения массы отображены в эквиваленте уменьшения уровня моря, где 1 мм=360 гигатонн льда.

*Точные цифры не найдены, определено по графику

Данные для других сценариев отсутствуют.

Источник данных: Специальный доклад об океане и криосфере в условиях изменения климата.

 

2. Повышение уровня моря

Естественно, таянье ледников ведёт к повышению уровня моря. Кроме того, чуть меньший вклад вносит тепловое расширение – вода увеличивает свой объём при нагревании. Вот график скорости роста уровня моря:

Немногим климатическим «скептикам» хватает наглости отрицать само существование роста уровня моря (хотя есть один пример, но это была настолько смехотворно неудачная попытка, что я не буду тут расписывать разоблачение – читайте сами, если хотите). Однако они любят отрицать то, что повышение уровня моря ускоряется. Мол, как так – с 1880 года уровень моря растёт с одной и той же скоростью, а потепление ускоряется? Это утверждение они обычно основывают на данных из США, но США – это не весь мир. На самом деле, рост уровня моря ускоряется с 1964 года. Средняя скорость роста уровня моря за 2006-2015 год превышает среднюю скорость за 1901-1990 годы в 2,5 раза. 

Прогнозы:

Источник данных: Специальный доклад об океане и криосфере в условиях изменения климата.

На картах ниже изображён относительный уровень моря в различных регионах при различных сценариях РТК.


3. Уменьшение уровня кислорода в воде и закисление океанов

С ростом температуры большинство газов, в том числе и кислород, хуже растворяются в воде. Роль уменьшения растворимости в потере кислорода не так уж и велика - она оценивается в 15%, хотя для слоёв океана не глубже 1000 метров вклад потепления превышает 50%. Однако, помимо этого, рост температуры приводит к ускорению жизнедеятельности и увеличению потребления кислорода. Кроме того, важную роль играет увеличение термальной и обусловленной солёностью стратификации океана (то есть увеличение различий в плотности между поверхностными и глубокими слоями воды за счёт увеличения различий в их температуре и солёности), из-за которой ухудшается транспортирование кислорода вглубь океана.  Все эти факторы приводят к тому, что уровень кислорода в океане снижается. С 1970 по 2010 произошло снижение на 1,15%, а зоны с низким содержанием кислорода расширились на 5,6%.

Есть и ещё один фактор, губительный для жизни в воде – уровень кислотности. Правда, его повышение связано не с глобальным потеплением, а с ростом выбросов углекислого газа и его растворением в океане, но это тоже важно. C 1751 по 2004 год pH уменьшился на 0,11. C конца 1980х темпы уменьшения pH достигают примерно 0.017–0.027 за десятилетие.

Прогнозы:

1Источник данных: Пятый доклад МГЭИК. Данные отображают уменьшение pH и увеличение кислотности (в процентах) относительно среднего значения за 1986-2005 годы.

2Источник данных: Специальный доклад об океане и криосфере в условиях изменения климата. Данные отображают уменьшение содержания кислорода в океане относительно среднего значения за 2006-2015 годы

На этом я завершаю первую часть статьи. В ней были предоставлены убедительные доказательства того, что глобальное потепление существует и ведёт к изменению многих важных показателей планеты. Но пока это только цифры. В следующей части я рассказываю о том, как глобальное потепление повлияло на биосферу и человечество. Без неё эта статья не будет полноценной, так что читайте продолжение по ссылке.