Глобальное потепление: причины и последствия, риски

С 1880 года, когда началось ведение учета, температура на Земле неуклонно повышалась. Затем темпы глобального потепления увеличились в середине двадцатого века, и они увеличились снова к концу века. В результате сейчас на Земле самый теплый климат в современной истории. Так заявили ученые, работающие над отчетом Программы исследований глобальных изменений за 2017 год. (1, 2)

Причины глобального потепления

Солнце является основным источником тепла во всей солнечной системе. Солнечное излучение и средняя глобальная температура обычно повышаются и понижаются одновременно. Однако, по крайней мере, за последние 40 лет этого не произошло. (3)

Физико-метеорологическая обсерватория Всемирного радиационного центра в Давосе в Швейцарии – один из институтов, отслеживающих солнечное излучение. Как сообщается в рецензируемом журнале Solar Variability and Planetary Climates, их инструменты определили, что уровни солнечной энергии постоянно повышаются и понижаются, но в среднем они немного снизились в период между 1978 и 2007 годами, даже когда средние глобальные температуры резко выросли. NASA также опубликовало график, показывающий расширение данных о солнечной радиации и глобальной температуре до 2020 года. (4, 5)

Если солнце не вызывает повышение глобальной температуры, то что же?

Парниковые газы вызывают глобальное потепление

Как пояснили в Агентстве по охране окружающей среды США (EPA), глобальное потепление в основном вызывается парниковыми газами, углекислым газом, метаном, оксидом азота и небольшой группой синтетических химических веществ, называемых гидрофторуглеродами. Газы улавливают вблизи поверхности Земли тепло, возникающее от солнечного излучения, и не дают ему покинуть атмосферу Земли в космос. (5, 6)

Глобальное потепление от парниковых газов в значительной степени вызвано деятельностью человека

Небольшой процент глобального потепления вызван геологическими явлениями, такими как извержения вулканов, которые увеличивают в атмосфере Земли концентрацию углекислого газа. Геологическая служба США (USGS) подсчитала, что вулканы ежегодно вносят в атмосферу около 260 миллионов тонн углекислого газа. (7)

Однако большинство ученых сходятся во мнении, что глобальное потепление во многом вызвано деятельностью человека. Как сообщает рецензируемый журнал Environmental Research Letters, 90–100% ученых-климатологов в 2016 году заявили, что глобальное потепление связано с деятельностью человека, то есть является «антропогенным». (8)

Это перекликается с более ранними выводами, опубликованными в 2013 году тем же журналом; группа из девяти ученых-климатологов изучила 11 944 рецензируемых опубликованных статьи. Из тех статей, которые содержали мнение о причине глобального потепления, 97,1% описали его как вызванное человеком. (9)

Как парниковые газы согревают земной шар

Согласно EPA, большинство парниковых газов выбрасывается в атмосферу при сжигании ископаемого топлива в рамках промышленных или сельскохозяйственных процессов, хотя некоторые из них (гидрофторуглероды) выбрасываются в воздух из-за охлаждения, кондиционирования воздуха, теплоизоляции зданий и средств пожаротушения. (10, 11)

Хотя метан в 28 раз эффективнее углекислого газа задерживает тепло в атмосфере Земли, EPA назвало углекислый газ единственным парниковым газом, наиболее ответственным за глобальное потепление. Во многом это связано с тем, что он наиболее распространен и сохраняется в атмосфере в течение 300–1000 лет. (6, 12, 13)

Улавливая солнечное излучение близко к Земле, парниковые газы нагревают океаны, водные пути и поверхность Земли почти так же, как изолированные стеклянные панели нагревают растения, растущие внутри искусственной теплицы – отсюда и популярный термин «парниковый эффект» на жаргоне изменения климата.

Обезлесение

В то время как деятельность человека вызывает глобальное потепление путем выбросов парниковых газов в атмосферу, люди также лишают Землю ее естественной способности очищать парниковые газы и регулировать температуру.

Фотосинтез – это метаболический процесс, посредством которого растения превращают свет в глюкозу, которую они используют в качестве источника энергии. В рамках этого процесса растения дышат, «вдыхая» атмосферный углекислый газ и выдыхая кислород. Вытягивая углекислый газ из воздуха, растения выполняют жизненно важную функцию противодействия глобальному потеплению. (14)

Как описано в отчете Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) за 2020 год, леса покрывают 31% площади суши во всем мире. По оценкам ФАО, с 1990 года около 420 миллионов гектаров леса были намеренно уничтожены, при этом расширение сельского хозяйства, осуществляемое крупными коммерческими компаниями, является основной движущей силой этого разрушения. (15)

Обезлесение приводит к тому, что Земля теряет один из основных методов предотвращения резкого повышения температуры.

Ключевые выводы: причины глобального потепления

• Глобальное потепление в основном вызывается «парниковыми газами»: углекислым газом, метаном, оксидом азота и небольшой группой синтетических химикатов, называемых гидрофторуглеродами.
• По большей части парниковые газы выбрасываются в атмосферу в результате сельскохозяйственных и промышленных процессов.
• В то время как промышленная и сельскохозяйственная деятельность вызывает глобальное потепление, обезлесение лишает Землю ее естественной способности очищать парниковые газы и регулировать температуру планеты.

Последствия глобального потепления

Глобальное потепление разрушает среду обитания и ставит под угрозу жизнь на суше и на поверхности Земли. Тем не менее в некотором смысле океаны являются основными жертвами повышения температуры.

Океаны

Можно ожидать, что океаны, покрывающие около 70% поверхности Земли, получат около 70% повреждений. Вместо этого воздействие на них на удивление огромно. В октябре 2021 года Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) сообщило, что более 90% избыточного тепла, удерживаемого на Земле и вблизи Земли с 1970-х годов, было поглощено океанами. (16, 17)

Изменения в океанских системах обычно требуют длительного времени. К сожалению, как предупредило EPA, для исправления этих изменений может потребоваться столько же времени. (18)

Угроза морской жизни

В 10-летнем исследовании, завершившемся в 2010 году, более 2700 ученых из 80 стран приняли участие в 540 океанских экспедициях, в которых проводился подсчет и каталогизация морских видов. Исследование выявило 156 291 вид только в водах США. По данным NOAA, это число может быть на 91% меньше. (19, 20)

Независимо от того, известны они или неизвестны, большая часть морских обитателей занимает определенное место в пищевой сети, на которую полагаются люди. Резко создавая нагрузку на среду обитания в океане, повышение температуры серьезно угрожает широкому кругу обитателей океана. (21)

Создание засух, наводнений и нестабильной погоды

Океаны создают погоду на море и на суше. Течения создают бризы, штормы, пассаты и погодные фронты. Испарение морской воды создает облака и, в конечном итоге, дождь. (22)

NOAA сообщило, что, если мир продолжит нагреваться, прогнозируется увеличение скорости глобальных ветров. Повышенная скорость ветра вызовет большее возмущение океанской воды, что в свою очередь увеличит вероятность развития ураганов и выпадения осадков. (23)

Глубокие океанические изменения могут способствовать возникновению петли обратной связи жаркой и холодной погоды, некоторые из которых являются экстремальными, а многие – катастрофическими и непредсказуемыми. Повышенное испарение над океанской водой может вызвать катастрофические наводнения и изменить структуру осадков, достаточную для создания новых пустынных территорий. (24, 25)

Вклад в повышение уровня моря и потепление в Арктике

NOAA предсказало, что по мере того, как потепление в мире приводит к таянию морского льда в полярных районах, уровень моря во всем мире будет продолжать повышаться. К сожалению, как указано в статье в рецензируемом журнале Nature Communications, деструктивная петля обратной связи, называемая «усиление арктического потепления», также может продолжаться. (В настоящее время это особенно сильно происходит в районах около Северного полюса.) (26, 27)

Обычно белый морской лед обладает такой высокой отражающей способностью, что около 80% солнечного света, достигающего его, сразу же отражается в сторону солнца. Это сохраняет океаны холодными. (28)

К сожалению, поддержание низких температур океана – это более сложная задача, с которой не справится только лед. В последнее время необычно теплый воздух возле Северного полюса приводил к таянию морского льда, обнажая голые участки темного океана. (28)

Темный океан легко поглощает солнечный свет. Когда это происходит, температура океана повышается, и прилегающие участки морского льда начинают таять снизу. Это порождает петлю обратной связи: недавно исчезнувший лед позволяет поглощать больше солнечного света, а океан нагревается, что приводит к таянию льда снизу и поглощению большего количества солнечного света сверху. И так далее. (27)

За более чем четыре десятилетия температура в Арктике росла в два-три раза быстрее, чем в остальном мире. По мере того, как разница между температурами на полюсах и в средних широтах становится меньше, струйные течения могут ослабевать и погодные фронты могут замедлиться. (29, 30)

Как сообщается в обзорной статье, опубликованной NASA, многие ученые уже проследили арктическое усиление до более высоких температур и экстремальных погодных явлений в средних широтах Земли. (30)

Защищают планету, но это причиняем вред кораллам и моллюскам

Несмотря на то, что океанам угрожает глобальное потепление, они выполняют огромную защитную функцию от него: согласно NASA, они являются «поглотителем» углерода, накапливая углекислый газ в течение миллионов лет и полностью удерживая его от попадания в атмосферу. (31)

Однако у замечательной способности океанов улавливать углерод есть неприятный побочный эффект. Углерод вызывает снижение pH-баланса океанской воды, делая воду более кислой. Как поясняет NOAA, за годы, прошедшие после промышленной революции, кислотность океанов увеличилась на 30%. В этих условиях экзоскелеты и раковины морских животных, такие как кораллы и моллюски, становятся тоньше, и хищникам становится легче их есть. (21, 32, 33)

Последствия глобального потепления

Глобальное потепление представляет опасность почти для каждой системы на Земле. Его воздействие на окружающую среду уже заметно, и ожидается, что в ближайшие десятилетия оно будет ухудшаться. (34)

Вот некоторые из наиболее заметных последствий:

• Уровень моря повышается. NASA предсказало, что к 2100 году уровень моря может подняться на 2,5 метра. Если это произойдет, многие прибрежные районы будут навсегда затоплены, а города и обширные площади сельскохозяйственных земель будут потеряны. Это может вызвать массовый миграционный кризис, а также разрушит запасы продовольствия во всем мире. (34)
• Экстремальные погодные явления. В 2020 и 2021 годах глобальное потепление вызвало смертельные ураганы, которые вызвали как прибрежные, так и внутренние наводнения. Некоммерческая исследовательская организация First Street Foundation Research Lab, объединяющая 180 сотрудничающих исследовательских лабораторий и коммерческих партнеров, предупредила, что в течение 30 лет около 25% критически важных объектов инфраструктуры, таких как полицейские участки, аэропорты и больницы, будут потеряны в результате разрушительных наводнений. (23, 35)
• Засухи. NASA предсказало, что нестабильная погода продолжит вызывать засухи, которые недавно поразили Россию и Центральную Азию, Юго-Восточную Азию, Африку, Австралию и запад США. (34, 36, 37, 38, 39, 40)
• Лесные пожары. Количество и интенсивность лесных пожаров могут увеличиться. Засуха способствует возникновению лесных пожаров. К сожалению, горение увеличивает выбросы углекислого газа в атмосферу в засушливых районах. (41)
• Вымирание. Наземные и морские виды будут продолжать исчезать. Исследование 2015 года, опубликованное в рецензируемом журнале Science Advances, показало, что виды позвоночных исчезают со скоростью в 100 раз быстрее, чем те скорости, с которыми они исчезали 200 лет назад. (42)

Ключевые выводы: влияние глобального потепления на океаны

• Более 90% избыточного тепла, удерживаемого парниковыми газами с 1970-х годов, поглощается океанами.
• Резко создавая нагрузку на среду обитания в океане, повышение температуры подвергает серьезной опасности широкий спектр океанской жизни – и всю глобальную пищевую сеть.
• Океаны создают погоду на море и на суше. Изменения температуры океана нарушают погодные условия и ставят под угрозу мировое продовольственное снабжение.

Treehugger