Что такое глобальное потепление?

Глобальное потепление — это повышение средней температуры по всему миру, которое продолжается, по крайней мере, с момента начала ведения учета в 1880 году.

Вот голые цифры, согласно Национальному управлению океанических и атмосферных исследований (NOAA) (opens in new tab): В период с 1880 по 1980 год глобальная годовая температура увеличивалась со скоростью 0,13 градуса по Фаренгейту (0,07 градуса по Цельсию) за десятилетие, на средний. С 1981 года темпы роста ускорились до 0,32 F (0,18 C) за десятилетие. Это привело к общему увеличению средней глобальной температуры на 3,6 F (2 C) сегодня по сравнению с доиндустриальной эпохой. Пока что 2016 год является самым жарким за всю историю наблюдений, но этот рекорд уже несколько раз был близок к падению. 2019 и 2020 годы оказались на доли градуса ниже, чем 2016 год. В 2020 году средняя глобальная температура над сушей и океаном была на 1,76 F (0,98 C) выше, чем в среднем в 20-м веке (57,0 F (13,9 C)).

Современное глобальное потепление вызвано людьми. Сжигание ископаемого топлива высвобождает парниковые газы в атмосферу, которые задерживают тепло от солнца и повышают температуру поверхности и воздуха. Хотя глобальное потепление — это синоним изменения климата».изменение климата«стало предпочтительным термином среди ученых.

Что вызывает глобальное потепление?

Основной движущей силой сегодняшнего потепления является сжигание ископаемого топлива. Эти углеводороды нагревают планету за счет парникового эффекта, который возникает в результате взаимодействия между атмосферой Земли и поступающей солнечной радиацией.

«Основы физики парникового эффекта были выяснены более ста лет назад умным парнем, использующим только карандаш и бумагу», — сказал Live Science Джозеф Верн, профессор геологии и наук об окружающей среде в Университете Питтсбурга.

Этим «умником» был Сванте Аррениус, шведский ученый, в конечном итоге получивший Нобелевская премия по химии. Проще говоря, солнечное излучение попадает на поверхность Земли, а затем отражается обратно в атмосферу в виде тепла. Газы в атмосфере задерживают это тепло, не давая ему уйти в пустоту космоса (хорошая новость для жизни на планете). В статье, представленной в 1895 году, Аррениус выяснил, что парниковые газы, такие как углерод диоксид может задерживать тепло вблизи Земляповерхности, и что небольшие изменения в количестве этих газов могут иметь большое значение в том, сколько тепла будет захвачено.

Как парниковые газы вызывают глобальное потепление

С началом промышленной революции люди быстро изменили баланс газов в атмосфере. При сжигании ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, выделяются водяной пар, двуокись углерода (CO2), метан (CH4), озон и закись азота (N2O), которые считаются основными парниковыми газами. Углекислый газ является наиболее распространенным парниковым газом. Примерно 800 000 лет назад и до начала промышленной революции содержание CO2 в атмосфере составляло около 280 частей на миллион (ppm, что означает, что на каждый миллион молекул воздуха в воздухе приходилось около 280 молекул CO2).По состоянию на 2020 год (последний год, когда доступны полные данные) среднее содержание CO2 в атмосфере составляло 412,5 частей на миллион, согласно Национальные центры экологической информации (откроется в новой вкладке).

Это может показаться не таким уж большим, но, по данным Океанографического института Скриппса, уровни CO2 не были такими высокими с эпохи плиоцена, примерно с 5,3 миллиона до 2,6 миллиона лет назад. В то время Арктика была свободна ото льда по крайней мере часть года и была значительно теплее, чем сегодня, согласно исследованию 2013 года, опубликованному в журнале. Наука (откроется в новой вкладке).

В 2016 году на CO2 приходилось 81,6% всех выбросов парниковых газов в США, согласно анализу Агентство по охране окружающей среды (откроется в новой вкладке) (EPA).

«Благодаря высокоточным инструментальным измерениям мы знаем, что в атмосфере наблюдается беспрецедентное увеличение содержания CO2. Мы знаем, что CO2 поглощает инфракрасное излучение [тепло], и средняя глобальная температура увеличивается», — Кит Питерман, профессор химии Йоркского колледжа. из Пенсильвании, и его партнер по исследованиям Грегори Фой, адъюнкт-профессор химии Йоркского колледжа в Пенсильвании, рассказали Live Science в совместном сообщении по электронной почте.

CO2 попадает в атмосферу различными путями. Сжигание ископаемого топлива приводит к выбросу CO2 и, безусловно, является самым большим вкладом США в выбросы, которые согревают земной шар. Согласно отчету EPA за 2018 год, при сжигании ископаемого топлива в США, включая производство электроэнергии, в атмосферу в 2016 году было выброшено чуть более 5,8 миллиардов тонн (5,3 миллиарда метрических тонн) CO2. Другие процессы, такие как неэнергетическое использование топлива, железа и производство стали, производство цемента и сжигание отходов — увеличение общего годового выброса CO2 в США до 7 миллиардов тонн (6,5 миллиардов метрических тонн).

(откроется в новой вкладке)

Вырубка лесов также вносит большой вклад в избыток CO2 в атмосферу.На самом деле вырубка лесов является вторым по величине антропогенным (рукотворным) источником углекислого газа. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (откроется в новой вкладке). После того, как деревья умирают, они высвобождают углерод, накопленный ими в течение жизни. фотосинтез. Преобразование лесных угодий в скотоводческие, жилые или сельскохозяйственные угодья также означает, что меньше деревьев будут поглощать углерод из атмосферы. По данным ООН Глобальная оценка лесных ресурсов 2020 г. (opens in new tab) , около 1040 акров (420 гектаров) леса было потеряно в результате обезлесения с 1990 года, но хорошая новость заключается в том, что с 2015 года темпы потери леса замедлились.

Во всем мире метан является вторым наиболее распространенным парниковым газом, но он наиболее эффективно удерживает тепло. Агентство по охране окружающей среды сообщает, что метан в 25 раз эффективнее удерживает тепло, чем углекислый газ. По данным EPA, в 2016 году на газ приходилось около 10% всех выбросов парниковых газов в США.

Метан может поступать из многих природных источников, но люди вызывают большую часть выбросов метана в результате добычи полезных ископаемых, использования природного газа, массового разведения скота и использования свалок. По данным EPA, крупный рогатый скот является крупнейшим источником метана в США, причем животные производят почти 26% от общего объема выбросов метана.

Каковы последствия глобального потепления?

Глобальное потепление означает не только потепление, поэтому «изменение климата» стало излюбленным термином среди исследователей и политиков. Хотя в среднем на земном шаре становится жарче, это повышение температуры может иметь парадоксальные последствия, такие как более частые и сильные метели. Изменение климата может и будет влиять на земной шар несколькими способами: таяние льдов, высыхание и без того засушливых районов, вызывая экстремальные погодные явления и нарушая хрупкий баланс океанов.

Тающий лед

Возможно, наиболее заметным эффектом глобального потепления на сегодняшний день является таяние ледников и морского льда.Ледяные щиты отступали с момента окончания последнего ледникового периода, около 11 700 лет назад, но потепление прошлого века ускорило их кончину. Исследование 2016 года показало, что глобальное потепление вызвало недавнее отступление ледников с вероятностью 99%; на самом деле, как показали исследования, эти ледяные реки отступали в 10–15 раз больше, чем они могли бы пройти, если бы климат оставался стабильным. В национальном парке Глейшер в Монтане в конце 1800-х годов было 150 ледников. По состоянию на 2015 г. когда был проведен последний полный опрос (opens in new tab) , их было 26.. Потеря ледников может привести к гибели людей, когда ледяные дамбы, сдерживающие ледниковые озера, дестабилизируются и прорываются или когда лавины, вызванные неустойчивым льдом, погребают деревни.

На Северном полюсе потепление идет в два раза быстрее, чем на средних широтах, и морской лед демонстрирует напряжение. Осенний и зимний лед в Арктике достиг рекордно низкого уровня как в 2015, так и в 2016 году, а это означает, что ледяные просторы не покрывали столько открытого моря, сколько наблюдалось ранее. По данным Национальный центр данных по снегу и льду (откроется в новой вкладке) (NSIDC). По данным НАСА, 13 наименьших значений максимальной зимней протяженности морского льда в Арктике были измерены за последние 13 лет. Лед также образуется позже в сезон и легче тает весной. Согласно NSIDC (opens in new tab) , площадь морского льда в январе уменьшалась на 3,15% за десятилетие за последние 40 лет. Некоторые ученые считают, что лето в Северном Ледовитом океане будет свободным ото льда в течение 20 или 30 лет.

В Антарктике последствия глобального потепления были более разнообразными. Западный Антарктический полуостров нагревается быстрее, чем где-либо еще, кроме некоторых частей Арктики, по данным Коалиции Антарктики и Южного океана (opens in new tab). На полуострове в июле 2017 года откололся шельфовый ледник Ларсена С, образовав айсберг размером с Делавэр. Сейчас ученые говорят, что Четверть льда Западной Антарктиды находится под угрозой обрушения а огромные ледники Туэйтс и Пайн-Айленд текут в пять раз быстрее, чем в 1992 году. Ледник Туэйтс особенно уязвим, потому что 2021 исследование предполагает, что он расположен над регионом, где земная кора относительно тонкая, а геотермальное тепло может ослабить лед снизу.

Восточная Антарктида уже давно более устойчива к последствиям глобального потепления. Но последние данные свидетельствуют о том, что даже этот последний холодный бастион южного континента может испытывать последствия повышения температуры. Согласно с Йельский университет Окружающая среда360 (opens in new tab) , ледники Восточной Антарктиды начинают двигаться быстрее. Это означает, что больше наземного льда направляется к океану — основной фактор повышения уровня моря.

Нагрев

Глобальное потепление изменит ситуацию и между полюсами. Ожидается, что многие и без того засушливые районы станут еще суше по мере потепления. Например, ожидается, что юго-западные и центральные равнины Соединенных Штатов столкнутся с «мегазасухой» продолжительностью в несколько десятилетий, более суровой, чем что-либо еще на памяти человечества.

«Будущее засуха в западной части Северной Америки, вероятно, будет хуже, чем кто-либо испытал в истории Соединенных Штатов», — сказал Live Бенджамин Кук, климатолог из Института космических исследований имени Годдарда НАСА в Нью-Йорке, опубликовавший в 2015 году исследование, прогнозирующее эти засухи. Наука: «Эти засухи настолько далеки от нашего современного опыта, что о них почти невозможно даже думать».

Исследование предсказало 85-процентную вероятность того, что к 2100 году в регионе засуха продлится не менее 35 лет. Исследователи обнаружили, что основной движущей силой является увеличивающееся испарение воды из все более и более горячей почвы. Большая часть осадков, выпадающих в этих засушливых регионах, будет потеряна.

Между тем, исследование 2014 года показало, что во многих районах, вероятно, будет меньше осадков по мере потепления климата.Исследование показало, что субтропические регионы, включая Средиземноморье, Амазонку, Центральную Америку и Индонезию, скорее всего, пострадают больше всего, в то время как Южная Африка, Мексика, западная Австралия и Калифорния также высохнут.

Засухи, в свою очередь, могут стать причиной разрушительных лесных пожаров. Многие факторы влияют на то, сколько акров сжигается каждый год и какой ущерб наносят пожары, но согласно Данные Национального межведомственного пожарного центра (opens in new tab) , с 1980-х годов наблюдается неуклонный рост масштабов лесных пожаров. Все 10 лет с наибольшим количеством сожженных площадей произошли с 2005 года.

Экстремальные погодные условия

Еще одно влияние глобального потепления: экстремальная погода. Ожидается, что ураганы и тайфуны станут более интенсивными (opens in new tab) по мере того, как планета нагревается. Более горячие океаны испаряют больше влаги, что является двигателем этих штормов. Межправительственная группа экспертов ООН по изменению климата (IPCC) прогнозирует, что даже если мир диверсифицирует свои источники энергии и перейдет к экономике с меньшим потреблением ископаемого топлива (известный как сценарий A1B), тропические циклоны, вероятно, будут на 11% больше. в среднем интенсивный. Это означает больший ущерб от ветра и воды на уязвимых береговых линиях.

Как это ни парадоксально, изменение климата может также привести к более частым сильным метелям. По данным Национального центра экологической информации, экстремальные снежные бури на востоке США стали в два раза более частыми, чем в начале 1900-х годов (opens in new tab). Здесь снова это изменение происходит потому, что повышение температуры океана приводит к увеличению испарения влаги в атмосферу. Эта влага вызывает штормы, которые обрушиваются на континентальную часть Соединенных Штатов.

Разрушение океана

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Некоторые из самых непосредственных последствий глобального потепления скрыты под водой. Океаны действуют как поглотители углерода, что означает, что они поглощают растворенный углекислый газ. Это неплохо для атмосферы, но не очень хорошо для морской экосистемы.Когда углекислый газ вступает в реакцию с морской водой, рН воды снижается (то есть она становится более кислой) — процесс, известный как закисление океана. Эта повышенная кислотность разъедает раковины и скелеты из карбоната кальция, от которых зависит выживание многих морских организмов. По данным NOAA, к этим существам относятся моллюски, птероподы и кораллы.

Кораллы, в частности, являются канарейкой в ​​​​угольной шахте для изменения климата в океанах. Морские ученые наблюдали тревожные уровни обесцвечивания кораллов, когда кораллы вытесняют симбиотические водоросли, которые обеспечивают кораллы питательными веществами и придают им яркие цвета. Обесцвечивание происходит, когда кораллы испытывают стресс, а стрессорами могут быть высокие температуры. В 2016 и 2017 годах Большой Барьерный риф в Австралии неоднократно подвергался обесцвечиванию. Кораллы могут пережить обесцвечивание, но повторяющиеся события обесцвечивания делают выживание все менее и менее вероятным.

(откроется в новой вкладке)

Факты о быстром глобальном потеплении

• Уровень углекислого газа в атмосфере в 2021 году составляет 417 частей на миллион, что является самым высоким уровнем за 650 000 лет.
• Средняя глобальная температура увеличилась на 1,9 F (3,4 C) с 1880 года.
• Минимальная площадь арктического летнего морского льда уменьшалась на 13% за десятилетие с момента начала спутниковых измерений в 1979 году.
• С 2002 года сухопутный лед на полюсах уменьшается на 428 гигатонн в год.
• Глобальный уровень моря поднялся на 7 дюймов (178 миллиметров) за последнее столетие.

Дополнительные ресурсы о глобальном потеплении

Чтобы быть в курсе последних новостей и данных о глобальном потеплении, посетите Климат.gov (откроется в новой вкладке) , хранилище информации, предоставленной NOAA. Национальные центры экологической информации (открывается в новой вкладке) предоставляет ежемесячный отчет о состоянии климата, отслеживающий тенденции в США и во всем мире. Ответы на часто задаваемые вопросы о глобальном потеплении см. Глобальное изменение климата НАСА (открывается в новой вкладке) страница.

Чтобы по-настоящему глубоко погрузиться в науку, моделирование и прогнозы, связанные с глобальным потеплением, прочтите Шестой доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата (откроется в новой вкладке). На веб-сайте МГЭИК также размещены информационные бюллетени и информационные материалы, предназначенные для широкой общественности.

Библиография

Манн, Майкл. "Новая климатическая война: борьба за возвращение нашей планеты (откроется в новой вкладке) ». PublicAffairs. Январь 2021 г.