Глобальное потепление и изменение климата: в чем разница?

Термины «глобальное потепление» и «изменение климата» часто используются как взаимозаменяемые. В научной литературе изменение климата и глобальное потепление неразрывно связаны между собой, даже если это разные явления. Самое простое объяснение этой связи заключается в том, что глобальное потепление является главной причиной изменений в нашем современном климате.

Здесь мы дадим определение обеим этим концепциям, опишем, как они измеряются и изучаются, и объясним связь между ними.

Что такое глобальное потепление?

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) определила глобальное потепление как «повышение суммарной температуры воздуха и поверхности моря в среднем по земному шару за 30-летний период». Уже более века ведутся исследования с целью измерения и точного определения причин глобального потепления. (1)

Измерения на протяжении всей истории

Средняя температура поверхности Земли повышалась и понижалась на протяжении всей истории нашей планеты. Наиболее полные записи глобальной температуры, в отношении которых ученые имеют высокий уровень уверенности, относятся к 1880 году. До 1880 года наблюдения поступали от фермеров и ученых, которые еще в 17 веке записывали в свои личные дневники ежедневные температуры, количество осадков, первые и последние заморозки. Эти данные часто оказывались точными при сравнении с инструментальными данными. (2, 3)

Для получения долгосрочных данных палеоклиматологи (ученые, изучающие древние климаты) полагаются на исторические изменения количества пыльцы, наступление и отступление горных ледников, ледяные керны, химическое выветривание пород, кольца деревьев и расположение видов, изменения береговой линии, озерные отложения и другие «косвенные данные». (4)

Ученые постоянно совершенствуют точность регистрируемых данных и способы их интерпретации и моделирования. Температурные записи зависят от региона, высоты, приборов и других факторов, но чем ближе к настоящему времени, тем больше уверенности у ученых в фактах глобального потепления.

Например, такие природные явления, как столкновения с астероидами и крупные извержения вулканов, могут оказывать драматическое воздействие на глобальные температуры, приводя к массовым вымираниям. Циклические изменения положения Земли относительно Солнца, называемые циклами Миланковича, могут влиять на глобальные температуры и оказывать долгосрочное воздействие на климат в течение тысяч лет – хотя они не объясняют краткосрочные изменения, наблюдаемые в течение последних 150 лет. (5, 6, 7, 8)

Действительно, для нынешней эпохи в данных прослеживается определенная закономерность. За последние 50 лет средняя температура Земли повышалась гораздо быстрее, чем во время любого прошлого потепления. (9)

Парниковый эффект

Начиная с середины 19 века, ученые начали определять изменения концентрации углекислого газа как основную причину глобальных изменений температуры. В 1856 году американский физик Юнис Фут первой продемонстрировала, как углекислый газ поглощает солнечное излучение. Ее предположение о том, что «атмосфера этого газа придаст нашей Земле высокую температуру», сегодня является общепринятым мнением ученых о причинах глобального потепления – явления, известного как парниковый эффект. Другими словами, увеличение содержания углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере приводит к потеплению климата. Вклад Юнис Фут вскоре был затмен тремя годами позже ирландским физиком Джоном Тиндалем, которому обычно приписывают первое описание парникового эффекта. (10)

К 1988 году Джеймс Хансен, директор Института космических исследований НАСА имени Годдарда, мог «с высокой степенью уверенности» заявить Конгрессу США, что между парниковым эффектом и наблюдаемым потеплением существует «причинно-следственная связь». Хансен говорил о недавнем глобальном потеплении, но «высокая степень уверенности» применима и к палеоклиматологии. Самим своим существованием, с момента появления жизни на Земле, углеродные формы жизни изменяли уровень углекислого газа в атмосфере. (11, 12, 13)

Причины, вызванные деятельностью человека

Человек вызвал самые быстрые и серьезные изменения глобальной температуры. Со времени выступления Джеймса Хансена в 1988 году уровень уверенности в антропогенных (вызванных человеком) причинах глобального потепления стал функционально единодушным в научном сообществе. (14, 15)

Эти антропогенные причины не новы. Еще в 1800 году натуралист Александр фон Гумбольдт наблюдал, как вырубка лесов повышает региональные атмосферные температуры. Подобно тому, как сегодня лесные пожары выбрасывают в атмосферу тонны углекислого газа, контролируемые пожары на протяжении веков служили источником дополнительного углерода. (16)

Однако эти традиционные методы затмевают количество парниковых газов, выброшенных в атмосферу с конца 18 века, когда был создан паровой двигатель, работающий на угле. В 19 веке объем сжигания угля увеличился в сто раз, к 1950 году он вырос еще на 50%, в период с 1950 по 2000 год утроился, а в период с 2000 по 2015 год снова почти удвоился. Потребление нефти росло еще быстрее, увеличившись в 300 раз с 1880 по 1988 год, а затем еще на 50% до 2015 года. Быстрее всего росло потребление природного газа, увеличившись в тысячу раз в период с конца 1880-х годов по 1991 год, а затем еще на 75% до 2015 года.

Сжигание ископаемого топлива, при котором выделяются парниковые газы, в основном диоксид углерода, метан и закись азота, возможно, достигло пика в 2017 году, но все еще составляет 82% мирового потребления первичной энергии в 2021 году. (17)

Параллельный рост потребления ископаемого топлива и повышение температуры поверхности Земли поразительны. Выбросы парниковых газов выросли до уровня, «беспрецедентного, по крайней мере, за последние 800 000 лет», и, по мнению МГЭИК, «чрезвычайно вероятно, что они стали основной причиной наблюдаемого потепления с середины 20-го века». (18)

Простой способ понять, как ископаемое топливо способствует глобальному потеплению – это представить себе одеяло. Сжигание ископаемого топлива окутало Землю одеялом загрязнения, которое удерживает тепло. Чем больше ископаемого топлива мы сжигаем, тем толще становится одеяло, и тем больше тепла может быть задержано.

Что такое изменение климата?

Климат – это погода в течение длительного времени. Изменения климата, вызванные антропогенным глобальным потеплением, имеют и будут иметь долгосрочные последствия. Эти последствия, которые, как считалось ранее, начнут проявляться в ближайшем будущем, сегодня становятся все более заметными, причем наиболее очевидными являются изменения в погодных условиях. Однако более тонкие изменения целых экосистем также представляют собой очень серьезную угрозу.

Глобальное потепление сделало погоду более дикой и нестабильной, так как стихийные бедствия в последние десятилетия «экспоненциально увеличиваются» как по интенсивности, так и по частоте. «Раз в столетие» стихийные бедствия, такие как лесные пожары, смертоносные волны жары, засухи, наводнения, тропические штормы, ураганы, снежные бури и лавины, увеличились в 10 раз по сравнению с 1960 годом. (19, 20)

По данным Всемирной метеорологической организации, за последние 50 лет половина всех зарегистрированных бедствий и 74% связанных с ними экономических потерь были вызваны погодными, климатическими и водными угрозами, такими как наводнения. (21)

Связь погоды с изменением климата

Часто бывает трудно объяснить глобальным потеплением какое-либо конкретное экстремальное погодное явление. Естественная изменчивость климата ответственна за краткосрочные изменения погодных условий от года к году, особенно на региональном уровне. Но в долгосрочной структуре погодных явлений видна рука изменения климата.

Что можно отнести к глобальному потеплению, так это изменение климата, при котором более теплые океаны и более теплый воздух увеличивают вероятность и интенсивность засух, волн жары, штормов, ураганов и других экстремальных погодных явлений. Отнесение экстремальных явлений к экстремальным – это скорее вопрос вероятности, чем уверенности, поскольку соответствующие обстоятельства часто не имеют исторических прецедентов. (22)

Но сравнивая нынешние экстремальные явления с историческими событиями разной интенсивности и с разными атмосферными условиями, ученые могут давать все более строгие объяснения той роли, которую глобальное потепление сыграло в ухудшении экстремальной погоды.

Хотя в научном сообществе часто возникают разногласия по поводу степени влияния изменения климата на то или иное экстремальное событие, существует твердое согласие в том, что антропогенное изменение климата играет ведущую роль. (23)

Угрозы экосистемам

Более смертоносной, чем стихийные бедствия, является угроза изменения климата для всей биосферы Земли – экосистем, поддерживающих жизнь. Виды, которые пытаются приспособиться к меняющемуся климату, часто терпят неудачу. (24)

Например, кораллы погибают, поскольку океаны поглощают углекислый газ из атмосферы и становятся все более кислыми. Когда торфяники и прибрежные болота высыхают из-за повышения температуры, их мертвая растительность разлагается быстрее и выделяет парниковые газы, способствуя «каскадному эффекту», когда одно бедствие приводит к следующему. Климатические «критические точки», которые уже происходят, приводят к значительным потерям биоразнообразия и подрывают целые экосистемы. (25, 26, 27)

Исследования изменения климата все еще содержат неизвестные и неопределенные моменты. Легче понять прошлое, чем предсказать будущее физических и биологических систем целой планеты. И все же основная неопределенность связана не столько с наукой об изменении климата, сколько с социальной наукой о том, как люди реагируют на него.

Часто задаваемые вопросы

Может ли климат ухудшиться, если глобальная температура остается стабильной?

Изменение климата может иметь каскадные последствия. Например, даже если глобальные температуры останутся стабильными, ранее лесистый горный массив, лишенный растительности в результате засухи и лесных пожаров, будет удерживать меньше воды в почве, производить меньше водяного пара за счет транспирации растений и высушивать местный климат.

Если мы сократим выбросы парниковых газов сейчас, как скоро мы увидим последствия для климата?

По данным МГЭИК, значительное сокращение выбросов сейчас приведет к снижению концентрации углекислого газа в атмосфере через 5–10 лет, что приведет к снижению температуры поверхности Земли через 20–30 лет. Вот почему необходимо срочно активизировать наши усилия по снижению выбросов. (28)

Treehugger