Прогнозы будущего глобального климата

Ученые со всего мира входят в состав Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Эти ученые обнаружили, что с 1900 по 2020 год температура приземного воздуха в мире увеличилась в среднем на 1,1 ° по Цельсию (почти на 2 ° F) из-за сжигания ископаемого топлива, которое выделяет углекислый газ и другие парниковые газы в атмосферу. Это может показаться не очень большим изменением, но это потепление беспрецедентно за более чем 2000 лет наблюдений. Даже один градус может по-разному влиять на планету. Климатические модели предсказывают, что глобальная средняя температура Земли повысится еще на 4 ° C (7,2 ° F) в течение 21 века, если уровни парниковых газов продолжат расти на нынешнем уровне.Модели прогнозируют, что без быстрых действий по сокращению выбросов парниковых газов удержание средних глобальных температур в пределах 1,5–2,0°C (2,7–3,6°F) может оказаться невозможным.

Прогнозируемые последствия изменения климата

Прогнозируется, что изменение климата по-разному повлияет на регионы. Например, ожидается, что повышение температуры будет больше на суше, чем над океанами, и больше в высоких широтах, чем в тропиках и средних широтах.

Более высокие температуры вызовут (и вызывают) изменения других аспектов климата, таких как дождь, снег и облака. Они также вызывают изменения в океане, жизни, льду и всех других частях земной системы.

Изменение осадков

Более высокая средняя глобальная температура приведет к «ускорению» круговорота воды из-за более высокой скорости испарения. Больше водяного пара в атмосфере приведет к большему количеству осадков. Среднее глобальное количество осадков может увеличиться на 7% на каждый градус потепления, а это означает, что мы смотрим в будущее с гораздо большим количеством дождя и снега и более высоким риском наводнений в некоторых регионах. Ожидается, что с повышением температуры на 2°C ливневые дожди станут в 1,7 раза более вероятными и на 14% более интенсивными. Однако изменения в осадках не будут распределены равномерно. Одни локации получат больше, а другие увидят меньше.

Таяние снега и льда

По мере потепления климата снег и лед тают. Прогнозируется, что таяние ледников, ледяных щитов и другого снега и льда на суше летом будет по-прежнему превышать количество осадков, выпадающих зимой, что означает уменьшение общего количества снега и льда. на планете. За последние 100 лет горные ледники во всех регионах мира уменьшились в размерах, как и площадь вечной мерзлоты в Арктике. Ледяной щит Гренландии тоже тает быстрее. Ожидается, что количество морского льда (замороженной морской воды), плавающего в Северном Ледовитом океане и вокруг Антарктиды, уменьшится.Толщина летнего морского льда в Арктике уже составляет примерно половину от того, что было в 1950 г. Арктический морской лед тает быстрее, чем антарктический морской лед. Таяние льдов также может привести к изменениям в циркуляции океана. Хотя есть некоторая неопределенность в отношении количества таяния, к концу века лето в Северном Ледовитом океане, вероятно, будет свободным ото льда.

Повышение уровня моря

Более теплый климат вызывает повышение уровня моря с помощью двух механизмов: (1) таяние ледников и ледяных щитов (лед на суше) добавляет воды в океаны, повышая уровень моря, и (2) океанская вода расширяется по мере нагревания, увеличивая свой объем. и, таким образом, также повышение уровня моря. С 1880 года уровень моря поднялся примерно на 0,10–0,20 метра (0,3–0,75 фута) в зависимости от региона и местоположения. Тепловое расширение и таяние льда способствовали примерно половине подъема, хотя существует некоторая неопределенность в точной величине вклада каждого источника. К 2050 году модели предсказывают, что уровень моря поднимется еще на 0,25–0,30 метра, а к 2100 году, без немедленного сокращения выбросов парниковых газов, ожидается, что глобальное повышение уровня моря составит порядка 1,1 метра (3,5 фута). В некоторых низменных районах уровень может быть еще выше, что угрожает прибрежным сообществам, водно-болотным угодьям и мировой торговле. Даже если произойдет быстрое сокращение выбросов, нынешние уровни парниковых газов все равно, вероятно, приведут к повышению уровня моря примерно на 0,6 метра (2 фута) к концу века.

Кислотная вода океана

Прогнозируется, что океаны Земли будут выступать в качестве буфера против изменения климата, поглощая часть избыточного тепла и углекислого газа из атмосферы. Это хорошая новость в краткосрочной перспективе, но более проблематичная в долгосрочной. Углекислый газ в соединении с морской водой образует слабую угольную кислоту. Ученые считают, что этот процесс снизил pH океанов примерно на 0,1 pH с доиндустриальных времен. Дальнейшее подкисление от 0,14 до 0,35 рН ожидается к 2100 году.Повышенная кислотность океана создает проблемы для коралловых рифов и других морских организмов.

Изменения океанских течений

Крупномасштабные океанические течения, называемые термохалинной циркуляцией, обусловленные разницей в солености и температуре, также могут нарушаться по мере потепления климата. Изменения в характере осадков и приток пресной воды в океаны из-за таяния льда могут изменить соленость. Изменение солености, наряду с повышением температуры воды, может нарушить течения. В крайнем случае термохалинная циркуляция может быть нарушена или даже остановлена ​​в некоторых частях океана, что может оказать большое влияние на климат.

Изменение суровой погоды

Некоторые климатологи считают, что ураганы, тайфуны и другие тропические циклоны изменятся в результате глобального потепления. Теплые поверхностные воды океана обеспечивают энергию, которая приводит в движение эти огромные штормы. Ожидается, что более теплые океаны в будущем вызовут усиление таких штормов. Хотя в будущем тропических циклонов в мире, возможно, не станет больше, некоторые ученые считают, что будет больше самых мощных и разрушительных штормов. Некоторые ученые считают, что мы уже видим доказательства увеличения количества самых сильных штормов. Другие менее убеждены.

Смена облаков

Облака — это своего рода дикая карта в глобальных климатических моделях. Более высокие глобальные температуры приводят к более высокой общей скорости испарения, что приводит к увеличению количества водяного пара в атмосфере. и еще облака. Различные типы облаков в разных местах по-разному влияют на климат. Одни затеняют Землю, охлаждая климат. Другие усиливают парниковый эффект за счет улавливания тепла водяным паром и каплями. Ученые ожидают, что более теплый мир будет более облачным, но пока не уверены, как повышенная облачность отразится на климатической системе. Моделирование влияния облаков на климатическую систему является областью активных научных исследований.

Риски для морской жизни

Экосистемы океана изменятся по мере того, как температура поверхности моря будет продолжать повышаться. Животные, такие как рыбы, могут перемещаться в другие экосистемы с более прохладной водой в более высоких широтах. Но многие морские организмы, такие как водоросли и кораллы, которые не могут плавать в другом месте, подвергаются высокому риску. Более теплые воды на мелководье океанов способствовали гибели около четверти мировых коралловых рифов за последние несколько десятилетий. Многие из коралловых животных погибли после того, как были ослаблены обесцвечиванием — процессом, связанным с подогревом воды.

Риски для жизни на суше

Изменения температуры, осадков и времени года изменят географические ареалы многих видов растений и животных. Поскольку виды могут выжить только в том случае, если они находятся в среде обитания, которая соответствует их потребностям, многие виды столкнутся с исчезновением, если географический ареал, в котором они могут выжить, сократится. Если потепление будет поддерживаться на уровне 2 °C, по прогнозам, 18% насекомых, 16% растений и 8% позвоночных животных потеряют более половины своего ареала. Однако, если мы сможем удержать уровень потепления на уровне 1,5 °C, потеря среды обитания для насекомых, растений и позвоночных уменьшится примерно наполовину. С другой стороны, ареал некоторых видов, таких как комары, которые переносят различные виды болезней, может увеличиться из-за потепления климата. Прогнозируется также, что повышение температуры поверхности увеличит частоту волн тепла и засух, которые могут повлиять на урожайность, увеличить риск лесных пожаров и даже повлиять на здоровье человека.

Изменение климата приводит к изменению многих других аспектов Земли, включая примеры, отмеченные на этом графике. Используя модели, ученые могут спрогнозировать, как эти аспекты Земли могут измениться в будущем по мере дальнейшего потепления климата.
Предоставлено: NOAA NCDC.

Также возможны резкие изменения по мере потепления климата.

Некоторые изменения климата постепенны и предсказуемы, в то время как другие более внезапны и их трудно предвидеть.Последние часто называют «переломными моментами». Переломный момент — это крупное резкое изменение, которое невозможно остановить в последнюю минуту, даже применяя решительные меры. К возможным переломным моментам относятся:

Крушение основных ледяных щитов в Гренландии и Антарктиде

Таяние этих ледяных щитов является непрерывным процессом. Тем не менее, есть признаки того, что умеренное таяние может перейти в неуправляемую ситуацию, которая приведет к относительно внезапной потере большого количества льда. Такой коллапс может привести к резким изменениям уровня моря, а также повлиять на циркуляцию океана.

Нарушение термохалинной циркуляции

Если бы циркуляция океана резко изменилась или даже полностью прекратилась, перенос тепла в климатической системе сильно изменился бы.

Внезапный выброс метана

Если бы мощный парниковый газ метан был быстро высвобожден из своих запасов в арктической вечной мерзлоте и особых льдах под морским дном (называемых гидратами метана или клатратами), скорость потепления увеличилась бы. Выбросы метана вызовут петлю обратной связи в виде усиления парникового потепления за счет метана, что приведет к дальнейшим выбросам метана. Некоторые ученые подозревают, что внезапное увеличение содержания метана могло сыграть роль в крупных событиях вымирания в прошлом.

Поглощение углерода океаном

Сегодня океан поглощает CO2, который иначе остался бы в атмосфере. В какой-то момент морская вода станет насыщенной CO2 и больше не сможет его поглощать. В этот момент все антропогенные выбросы CO2 попадут в атмосферу, увеличивая скорость парникового потепления. Окисление океанов также может нарушить морскую жизнь, в результате чего фотосинтезирующий планктон погибнет, не давая ему удалять CO2 из воздуха. Раковины многих типов морских организмов могут начать растворяться в присутствии кислых вод океана, высвобождая углерод, хранящийся в раковинах, обратно в окружающую среду.

Считается, что ни один из этих переломных моментов не произойдет в ближайшие несколько десятилетий. Тем не менее, последствия любого из них настолько серьезны, а тот факт, что мы не можем отступить от них после того, как они запущены, настолько проблематичен, что мы должны помнить об этом при оценке общих рисков, связанных с изменением климата.