Глобальное потепление необратимо, но не неизбежно

Рис. 1. Реакция климатической системы на эмиссию СО2 с 1950 года до настоящего момента и прогноз на будущее вплоть до 2100 года. На левой шкале отложена (в °C) средняя температура относительно прединдустриального уровня. Показаны два возможных варианта развития событий, соответствующие двум разным сценариям экономического развития. При меньшей эмиссии (Lower emission, синяя линия) к 2100 году как раз будет достигнут принятый предел в 2°C. При не столь строгом контроле за выбросами (Higher emissions, красная линия) нагрев атмосферы будет продолжаться и продолжаться. Стрелками вверх и вниз показано воздействие «физической» и «углеродной» инерции. Если они уравновешены, то температура сохраняется на прежнем уровне. Из обсуждаемой статьи в Science

В последнее время стало популярным представление о том, что углекислый газ (СО₂), попавший в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, будет постоянно в ней находиться и обеспечивать подъем глобальной температуры. Внимательный анализ проблемы показывает, однако, что это не совсем так. Океан, поглощая СО₂, приводит к снижению температуры и создает эффект, противоположный парниковому. Расчеты показывают, что, приняв строгие меры по ограничению эмиссии СО₂ всеми странами, можно добиться, чтобы в дальнейшем температура на Земле не поднималась более чем на 2°C выше доиндустриального уровня.

Сжигая ископаемое топливо, человек выбрасывает в атмосферу огромное количество углекислого газа. Тот «излишек» СО₂, который уже накопился в атмосфере с начала индустриальной эры, постоянно работает на возрастание глобальной (для всей Земли) температуры. Отсюда возникает пугающее мнение о «необратимости» повышения температуры при нынешнем уровне выбросов (эмиссии) СО₂. Однако, как подчеркивают Деймон Мэтьюс (H. Damon Matthews) из Университета Конкордия (Монреаль, Канада) и Сьюзан Соломон (Susan Solomon) из Массачусетского технологического Института (Кембридж, США), «необратимый» вовсе не значит «неизбежный».

В небольшой статье, опубликованной в журнале Science, они обратили внимание на ту важную роль, которую играет в балансе СО₂ океан. Поглощая СО₂ из атмосферы, океан на некоторое время выводит его из круговорота, и средняя температура на Земле снижается. Процесс этот, довольно медленно протекающий, авторы называют «инерцией углеродного цикла». Но есть и другой, противоположно направленный процесс «физической климатической инерции». Речь идет о прямом нагревании атмосферы в результате парникового эффекта. Если эти два разнонаправленных процесса уравновешены (см. рис. 1) и никакой дополнительной эмиссии СО₂ не происходит, то следует ожидать, что и концентрация СО₂, и температура останутся неизменными.

Представить себе ситуацию, при которой человечество вдруг отказалось бы полностью от сжигания ископаемого топлива или перешло на новые технологии, исключающие эмиссию СО₂, достаточно сложно. Вся инфраструктура современного общества рассчитана на использование ископаемого топлива, и при этом в атмосферу продолжается выброс СО₂. Можно, правда, договориться о том, что мы допускаем некий предел повышения глобальной температуры и строго ограничиваем эмиссию СО₂. В качестве предельной допустимой величины нагрева поверхности Земли в последнее время часто выбирают температуру на 2°C выше доиндустриального уровня. Расчеты показывают, что такому нагреву соответствует суммарный выброс в атмосферу примерно 1000 Пг (1 Пг = 10¹⁵ г) углерода, или 3700 Пг СО₂. Примерно половина этого количества уже находится в атмосфере. Оставшегося количества хватит примерно на 50 лет, если сохранится существующий уровень эмиссии. Если мы хотим противостоять столь быстрому росту температуры и не допустить повышения температуры более чем на 2°C сверх доиндустриального уровня, то должны жестко ограничить объем выбросов СО₂, при этом всеми странами без исключения.

Рис. 2. Верхняя панель (А) — кумулятивная (суммарная) эмиссия СО2 за уже прошедший с начала индустриальной эры период (Historical emissions). Показаны также: кумулятивная эмиссия при ограниченных незначительных выбросах в будущем (Future lower emissions) и при большем объеме выбросов (Future higher). Отдельные столбики гистограммы для развитых стран (Annex-1 countries) и развивающихся (Non-Annex countries). Нижняя панель (В) — кумулятивная эмиссия СО2 в расчете на душу населения. Видно, что использование энергии в расчете на одного человека в развитых странах более высокое. Обратите внимание, что на верхней панели по горизонтальной оси отложены миллиарды тонн углерода, выбрасываемого в атмосферу. На нижней панели по горизонтальной оси — тонны углерода в расчете на душу населения. Из обсуждаемой статьи в Science

Уровень эмиссии СО₂ в разных странах очень разный (рис. 2). Общая эмиссия развитыми странами в настоящее время существенно превышает эмиссию развивающимися странами, но ситуация в скором времени может измениться. Что касается выбросов СО₂ в расчете на душу населения, то по этому показателю развитые страны опережают и, скорее всего, будут опережать и в дальнейшем страны развивающиеся. Некоторые авторы удивляются тому, что, несмотря на разнообразие предложенных моделей, они не сильно различаются по прогнозам будущих значений температуры и содержания СО₂. Но дело в том, что в каждую из этих моделей входит социально-экономический блок. И никакая из моделей не подразумевает остановку производства, связанного со сжиганием ископаемого топлива.

Будущее климата предопределено будущими (а не прошлыми) эмиссиями СО₂. Если мы не хотим дальнейшего разогрева Земли, то должны отдавать себе отчет в том, что все благоприятные последствия сокращения эмиссии СО₂ будут происходить в том самом масштабе времени, в котором будут приниматься (и выполняться!) политические решения, определяющие выбросы СО₂ всеми странами.

Источник: H. Damon Matthews, Susan Solomon. Irreversible Does Not Mean Unavoidable // Science. 2013. V. 340. P. 438–439.

См. также:

Susan Solomon, et al. Irreversible climate change due to carbon dioxide emissions // PNAS. 2009. V. 106. P. 1704–1709 (есть PDF всей статьи).

Алексей Гиляров