К списку
Изменения климата
ИЮЛ'21
live

Ответы на вопросы НПО и широкой аудитории. Действующие факторы и явления

Ответы подготовлены Алексеем Кокориным (WWF России).

После каждого ответа даются ссылки на более подробную информацию в Международном открытом онлайн курсе (МООК) «Изменения климата: риски и проблемы», а также в лекциях WWF России «Изменения климата в России».

Пожалуйста, если у вас есть вопросы, которых нет ниже, напишите автору данной работы по адресу
akokorin@wwf.ru Это поможет нам более правильно составить список из 100 вопросов и дать на них ответы.

Ваш голос учтен
Пожалуйста, печатайте этот кейс, только если вам это действительно необходимо.
Используйте черновики или двустороннюю печать. Берегите ресурсы планеты!

Почему изменение климата – это не только повышение температуры?

Само повышение температуры – не причина, а следствие изменения потоков солнечного и инфракрасного излучения. Кстати, ни первое, ни второе не может прогреть «идеальный» воздух, состоящий только из кислорода и азота – молекулы этих газов для излучения «прозрачны». Для прогрева нужны малые, но принципиально важные, примеси в виде водяного пара, СО2 и других парниковых газов, аэрозольные частицы, облака и т. п. Усиление парникового эффекта увеличивает поток инфракрасного излучения. Оно сначала исходит от Земли, но потом «захватывается» парниковыми газами и излучается во все стороны, в том числе вниз. В итоге мы видим повышение температуры нижнего слоя воздуха. Однако есть масса других эффектов. Теплее поверхность Земли. Значит, больше образуется восходящих потоков воздуха и влаги. Больше сильных осадков, а их выпадение менее равномерно. Чаще засухи и наводнения. Более теплый океан – предпосылка образования тропических циклонов. Они несут штормовые ветры и сильнейшие осадки. В полярных районах теплее вода – меньше льдов, а это усиливает ветры и т. п. Получается, что вся климатическая система выходит из равновесия, растет число опасных метеорологических явлений, что и наносит наибольший ущерб.

МООК: Раздел 1. Занятие 2. Климатическая система и ее элементы. Раздел 4. Занятие 1. Последствия изменения климата в мире.

Лекции: 7.5 Глобальный рост числа экстремальных явлений (на примере морских волн тепла). 8.5 Рост числа опасных метеорологических явлений в России. 9.4 Повышение уровня Мирового океана в XXI–XXIII веках.

 

Температура растет, однако прошлое лето в России было холодным. Почему так происходит?

Человек усиливает парниковый эффект каждый год: концентрация СО2 в атмосфере с каждым годом все выше. Однако есть еще естественная изменчивость климатической системы Земли, вызванная, прежде всего, различными океанскими процессами и их взаимодействием с атмосферой. Есть и внешние факторы: изменчивость Солнца, извержения вулканов. Поэтому в коротких промежутках времени, 2–5 лет, может быть даже 10–15 лет, на всей планете может быть похолодание нижнего слоя воздуха. А потом потепление – более быстрое, чем это было бы без «холодного» промежутка – возврат на траекторию долговременного антропогенного тренда, так как во время промежутка парниковый эффект успеет значительно усилиться.

Такая череда не противоречит глобальному потеплению, ведь основная теплоемкость приходится на океаны, а они все становятся теплее и теплее. Если же взять какую-то отдельную часть суши, например, Россию, то вариации еще сильнее. Они могут зависеть от местных изменений океанских течений, в частности, в Северной Атлантике или в северной части Тихого океана. Год на год не приходится.

Если взять последние 50 лет в целом, то по данным Росгидромета, лето по всей России существенно потеплело, примерно на 2,50С. Еще больше потеплела весна – более чем на 30С. Но это не означает, что следующая весна будет теплой, может быть и холодной. Вот если взять будущие 20 лет, то можно смело утверждать, что лето в этот период в среднем будет заметно, как минимум на 10С, теплее, чем в первые 20 лет XXI века.

МООК: Раздел 1. Занятие 1. Погода и климат.

Лекции: Раздел 8. Российские климатические тренды последних десятилетий.

 

Как изменение климата влияет на интенсивность и распределение осадков?

Влияет сильно и не в лучшую сторону. Осадки перераспределяются так, что их становится меньше, где и так мало, и больше, где избыток влаги. Меньше ожидается в субтропических широтах: в Центральной Азии, Средиземноморье, Австралии, в ряде районов Азии, Африки и Латинской Америки. Больше в Арктике и Антарктике, в экваториальной зоне Тихого океана. На перераспределение накладывается большее испарение при росте температуры. В итоге рост числа и силы засух. По худшему сценарию глобальных выбросов парниковых газов, который к концу века ведет к росту температуры на 3,50С от нынешнего уровня, до трети будущего населения планеты будет страдать от дефицита пресной воды. Если же рост составит менее 10С, то столь драматических последствий удастся избежать.

Кроме перераспределения осадков меняется характер их выпадения. В умеренных широтах, где перераспределение менее существенно, именно это наиболее заметно уже сейчас. Теперь, образно говоря, вместо десяти дождичков два ливня. То же и со снегопадами. Больше конвективных осадков, что означает рост числа гроз, града, коротких, но сильных ливней со шквалистым ветром. В итоге, почти каждый месяц мы узнаем о затоплении улиц, особенно расположенных в низинах исторических центров городов. Ливневая канализация просто не справляется. Она может быть и рассчитана на большой объем воды, но не на столь быстрое ее поступление. Да еще с листьями и ветками, а их при более сильных ветрах срывает больше. Понятно, что надо серьезно адаптировать городскую инфраструктуру к новым условиям. А на юге России и тем более в субтропических широтах – готовиться к жаре и засухам.

МООК: Раздел 4. Занятие 5. Рост экстремальных явлений, перераспределение осадков и большая экстремальность их выпадения. Раздел 5. Занятие 4. Конфликты из-за ресурсов и изменение климата.

Лекции: 9.3 Прогноз изменения осадков в мире в целом. 10.2 Прогноз изменения осадков в России. Разделы 13-18. Региональные изменения климата, рост муссонных осадков на Дальнем Востоке, сильных циклонов на Камчатке.

Можно ли связывать каждое чрезвычайное погодное явление с изменением климата (паводок, сильный шторм, наводнение и т.д.)?

Сказать «каждое», конечно, будет неверно, ведь все чрезвычайные явления случались и раньше. Ситуация сложнее, чем ответ – это «да», а это «нет». Явления были, но сейчас стали чаще. Например, очень сильный дождевой паводок на той или иной реке теперь не раз в семь, а раз в три года. Раньше за 10 лет было 1,5 таких паводка, а теперь 3,3. Что же, считать, что лишние 1,8 – результат антропогенного изменения климата? Это будет совсем упрощенная арифметика. Изменения климата повлияли на все паводки, так как изменился режим выпадения осадков. Их, может быть в среднем стало больше всего на 10–20%, именно так во многих регионах России. Но теперь они выпадают «резче», образно говоря, не 10 дождичков, а 2 ливня. Поэтому чаще стал превышаться порог – уровень воды в нашей реке, который называют сильным паводком.

Естественные вариации погоды, те же паводки, практически неотделимы от антропогенных воздействий, так как человек не столько меняет климат, сколько раскачивает, увеличивает естественные вариации. Поэтому правильно сказать, что да, теперь любое чрезвычайное погодное явление происходит в новые условиях, созданных человеком. В каких-то случаях видна прямая связь, в каких-то нет или пока нет. Ученые очень активно исследуют эти вопросы, при этом наибольшее внимание уделяется крупнейшим, самым мощным по энергии, а это всегда океанские явления.

В качестве примера возьмем случаи аномально теплой воды на больших территориях длительностью от нескольких дней до месяцев, причинившие большой ущерб. Теплая вода – далеко не приятное дело, так как ведет к штормам и тайфунам, хуже для рыбы и других морских обитателей. За последние десятилетия частота крупных тепловых аномалий увеличилась примерно в 2 раза, возросли и длительность, и мощность. Связь с воздействием человека на климат для половины из 10 крупнейших за 20 лет явлений имеет вероятность более 2/3 или даже 90–100%, для остальных она не известна, что не исключает ее наличия. Если же взять все морские волны тепла в 2006–2015 годах, то воздействие человека прослеживается в 80–90% случаев.

В целом описанная выше картина типична для большинства аномалий температуры и осадков на нашей планете.

МООК: Раздел 4. Занятие 5. Рост экстремальных явлений.

Лекции: 7.5 Рост числа экстремальных явлений (на примере морских волн тепла). 8.5 Рост числа опасных метеорологических явлений в России. 11.7 Теплая Арктика сильнее влияет на умеренные широты.

Влияет ли на климат изменение скорости вращения земного ядра; перемещение магнитных полюсов Земли?

Нет, не влияет. В обширном докладе Росгидромета, вышедшем в 2014 году, детально рассматриваются все компоненты климатической системы Земли, анализируются все факторы, даже гипотетические. Сколько-либо существенного влияния магнитного поля не обнаруживается. Конечно, возможно, что мы знаем не все, может быть, есть какое-то косвенное влияние вариаций магнитного поля, в частности, через верхние слои атмосферы, но в любом случае оно не может быть значительным.

В целом влияние недр Земли на климат есть, но посредством вулканов. Причем не как источников тепла или парниковых газов, тут воздействие очень мало, а как источников пепла и аэрозольных частиц, затеняющих нашу планету от Солнца. В истории было немало случаев массовой гибели живых организмов и даже древних цивилизаций, вызванных неурожаями – засухами или похолоданиями, которые, в свою очередь, были вызваны гигантскими извержениями вулканов. Воздействие случаев исчезновения магнитного поля, когда различные движения токопроводящих масс в мантии Земли как бы компенсировали друг друга, на жизнь, конечно, было, но через поток космических лучей, исчезала магнитная защита. Если это накладывалось на неблагоприятные изменения климата, в частности, из-за вулканов, то суммарный эффект мог быть очень сильным. Впрочем, магнитное поле и движение его полюсов «помогает» климату, вернее, его изучению. Есть метод датировки тех или иных изделий, например, глиняных, основанный на знании направления магнитного поля в прошлые тысячелетия, что помогает получить более точные данные о климате тех времен.

МООК: Раздел 1. Занятие 2. Климатическая система и ее элементы.

Лекции: 2.1 Компоненты климатической системы Земли. 3.3 Влияние вулканов на климат в прошлые столетия и в настоящее время. 4.7 Что греет, а что охлаждает нижние слои атмосферы? Сводка широкого спектра факторов и их действия в последние 250 лет.

Почему несмотря на то, что мы движемся к следующему ледниковому периоду, нас ждет потепление, а не похолодание?

Совершенно верно, мы идем к следующему ледниковому периоду. Приход и уход ледника определяется, прежде всего, изменениями параметров орбиты и оси вращения Земли. Они в постоянном движении, что в последний миллион лет выразилось в наступлении ледниковых периодов каждые примерно 100 тысяч лет. Сейчас планета переживает межледниковый период и должна двигаться к холоду. Однако для этого должны созреть условия, «обратная связь». Сначала будет меняться разница температур между тропиками и полюсами. На Севере лето будет становиться холоднее. Потом где-то на Севере летом снег не растает и будет накапливаться. Белое «пятно» снега будет все больше, оно будет все сильнее отражать солнечное излучение в космос. И пойдет формироваться ледник, но очень медленно, не как в кино.

Однозначно, что в нынешнем тысячелетии этот процесс начаться не может. Как будет дальше, пока непонятно. Есть работы, говорящие о начале похолодания через 15 тыс. лет, есть гипотеза, что через 1500 лет. Есть расчеты, показывающие, что при нынешних высоких концентрациях СО2, а они уже на 50% выше, чем максимумы последнего миллиона лет, планета вообще пропустит один 100-тысячный цикл. Поэтому сейчас «фактор ледника» не работает и мы под влиянием глобального потепления, увы, антропогенного и вызванного, прежде всего, сжиганием ископаемого топлива.

МООК: Раздел 3. Занятие 4. Причина чередования ледниковых и межледниковых периодов. Раздел 3. Занятие 6. Насколько быстро реагирует климатическая система?

Лекции: 2.5 и 2.6 Вариации орбиты Земли. Приход и уход ледниковых периодов.

Влияют ли озоновые дыры на изменение климата?

Влияют, но мало и довольно сложным образом. Озон является парниковым газом, однако его прямых выбросов нет, он образуется в атмосфере из других соединений. Поэтому его нет в списке веществ, учитываемых в ООН как антропогенные выбросы. В атмосфере как бы два озона, один тропосферный – в нижних слоях атмосферы, а другой в стратосфере, как раз с ним и связаны озоновые дыры. Первый под действием солнечных лучей образуется из смога – выхлопных газов автотранспорта и промышленных предприятий. То есть, чем больше Солнца и чем грязнее воздух, тем больше озона, что плохо для человека, т. к. озон вреден для глаз и для дыхательных путей. Плох он и для климата – усиливает парниковый эффект. Раз в пять слабее, чем СО2, но это тоже немало. Впрочем, к дырам такое потепление не имеет отношения. Дыры – в стратосфере, на высоте 15–25 км. Смог туда не доходит, но озон там образуется, из кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения.

Озоновая дыра – это снижение концентрации озона в стратосфере в полярных районах, сильное, хотя и не до нуля, причем только весной. Для разрушения озона одновременно нужны очень низкие температуры (поэтому это только полярные районы), солнечный свет (поэтому весна, когда еще холодно, но света уже много) и некоторые химические вещества. Это, в частности, окислы хлора и брома, образующиеся из фреонов, которые давно запрещены, но в атмосфере их еще много, только к середине века их не станет – разрушатся. Соответственно, если дыра, то меньше озона, а значит, слабее парниковый эффект. Дыры ведут к охлаждению, очень маленькому, но заметному даже на верхней границе тропосферы, на высотах около 15 км.

Интересно, что в целом стратосфера сейчас охлаждается, но не из-за дыр, а из-за усиления парникового эффекта в тропосфере. В нашем парнике под «пленкой» становится теплее, а над «пленкой» холоднее, ведь «пленка» становится все толще и не дает поступать теплу от Земли. А раз стратосфера холоднее, то сильнее разрушается озон, глубже дыры. Такая вот усиливающая эффект обратная связь. Поэтому сейчас все чаще говорят об озоновых дырах в Арктике. Раньше сверхнизкие температуры были в основном в Антарктике, а сейчас нередко и в Арктике. Только не внизу, у земли, там все теплее и теплее, а на высоте 15–20 км. Интересная штука – озоновые дыры, даже на климат чуть-чуть влияют, хотя гораздо сильнее на здоровье людей, ведь для наших глаз и кожи жесткий ультрафиолет вреден.

МООК: Раздел 3. Занятие 8. Последние 150 лет. Однозначный вывод – последние десятилетия можно объяснить только сочетанием естественных и антропогенных факторов, а среди них и рост тропосферного озона и снижение стратосферного – дыры.

Лекции: 4.7 Что греет, а что охлаждает нижние слои атмосферы? Сводка широкого спектра факторов и их действия в последние 250 лет, среди которых и тропосферный и стратосферный озон. Показано, что изменение тропосферного озона (антропогенный рост) дает очень немало для прогрева, а изменение стратосферного (снижение и дыры) – очень немного и в сторону охлаждения.

 

Почему современное изменение климата – это не только естественный процесс?

Если брать конкретный год, то видно, как действуют естественные процессы. Вот эффект Эль-Ниньо – сильное, но краткосрочное изменение океанских течений, вот чуть больше Солнца, вот влияние вулкана. Однако то, что в целом произошло в последние 50 лет, никак нельзя объяснить естественными причинами. Идет одновременный прогрев не только атмосферы, но и всех океанов, значит, это не естественные вариации, не перетоки тепла между океанами, а внешнее воздействие. Активность Солнца то больше, то меньше, но в среднем роста нет. Однако наблюдается резкий рост концентрации в атмосфере СО2, метана и ряда других парниковых газов, а изотопный анализ доказывает их происхождение от сжигания ископаемого топлива и других видов деятельности. Когда это закладывается в климатические модели, они хорошо воспроизводят общий тренд за 50 лет, а без влияния человека дают огромное расхождение. Кроме того, измерения показывают, что стратосфера – верхняя атмосфера – охлаждается, а это тоже свидетельство усиления парниковой «пленки». Поэтому вывод климатологов однозначен – во временном масштабе 50–100 лет главный фактор – антропогенное влияние.

МООК: Раздел 1. Занятие 4. Антропогенный парниковый эффект. Раздел 3. Занятие 8. Влияние эмиссии парниковых газов за последние 150 лет.

Лекции: Раздел 4. Антропогенные воздействия. Раздел 6. Соотношение естественных и антропогенных факторов.

Каков вклад человека в изменение климата?

Если брать то, что в целом изменилось за последние 50 лет, то вклад доминирующий. То же можно сказать и о будущих 50–100 годах, а вероятно, и о нескольких столетиях. Если же вы имеете в виду конкретный год или даже конкретное десятилетие, то ответ другой. Может быть сильное влияние извержений вулканов, вариаций океанских течений и солнечных циклов. Солнечные циклы – 11 лет, бывают и более длительные аномалии, но сейчас они не наблюдаются. Влияние извержений вулканов очень краткосрочно, обычно 1-2 года. Океанские вариации на глобальном уровне тоже краткосрочны, то больше поток тепла из атмосферы, то меньше. Если усреднить эффект за 50 лет, то будет что-то близкое к нулю. Человек же греет Землю постоянно, поэтому на длинном отрезке времени его вклад – доминирующий. Имеется в виду глобальный эффект. В отдельных частях земного шара влияние океанских течений может быть большим и длительным. Например, для Северной Атлантики характеры изменения с периодом около 60 лет. Но это региональные эффекты. Где-то холоднее, где-то теплее, а в среднем по Мировому океану близко к нулю. Поэтому вывод климатологов однозначен – во временном масштабе 50–100 лет главный фактор –антропогенное влияние.

МООК: Раздел 1. Занятие 4. Антропогенный парниковый эффект. Раздел 3. Занятие 8. Влияние эмиссии парниковых газов за последние 150 лет.

Лекции: Раздел 4. Антропогенные воздействия. Раздел 6. Соотношение естественных и антропогенных факторов.

Доказано ли антропогенное воздействие на климат? Разве способен человек изменить такую глобальную систему как климат?

Доказано. Рост концентраций в атмосфере парниковых газов – СО2 и метана – происходит из-за человека, на это однозначно указывает изотопный анализ. Появились и созданные химической промышленностью новые парниковые газы, их роль не велика, но есть. Сейчас человек усиливает парниковый эффект примерно на 5%, за счет этого прогрев нижнего слоя атмосферы равен примерно 1,50С. Сам же парниковый эффект атмосферы Земли – хорошо изученное физическое явление, поэтому нет сомнения в том, «кто виноват».

Также нет сомнений, что именно человек загрязнил атмосферу окислами серы и азота, различными аэрозольными частицами – во всяком случае, при нынешней относительно небольшой вулканической активности. Это другой антропогенный эффект, он приводит к охлаждению примерно на 0,50С. Есть и более мелкие эффекты: эмиссии сажи, изменение отражающей способности планеты из-за вырубки лесов, следы от реактивных самолетов и т. п. В сумме мы видим антропогенное глобальное потепление несколько больше, чем на 10С. Важно, что все эти факторы действуют постоянно и по нарастающей. В этом главное отличие от действия Солнца или океанских вариаций, которые колеблются то в тепло, то в холод, поэтому в среднем за 50 и более лет человек – главный виновник глобального потепления. При этом кардинально изменить климатическую систему, превратить Землю в Венеру или Марс, он не может (если, конечно, не брать в расчет термоядерные войны) – слишком велик Мировой океан. Но может сдвинуть и раскачать самое легкое и подвижное звено климатической системы – атмосферу. Что мы и видим: в целом температуры растут, но ущерб в основном происходит от раскачки – «нервного» климата со все большим числом опасных метеорологических явлений.

МООК: Раздел 1. Занятие 4. Антропогенный парниковый эффект. Раздел 3. Занятие 8. Влияние эмиссии парниковых газов за последние 150 лет.

Лекции: Раздел 4. Антропогенные воздействия. Раздел 6. Соотношение естественных и антропогенных факторов.

 

Антропогенная деятельность выделяет в атмосферу больше парниковых газов, чем вулканы, тектонические разломы и океан?

Сначала коротко: наша деятельность дает гораздо меньше парниковых газов, чем океан и наземные экосистемы, но больше разломов и вулканов, они иначе влияют на климат. Теперь по порядку. Газообмен СО2 между атмосферой и Мировым океаном гигантский, потоки туда и обратно – примерно по 330 млрд т СО2 в год, а между атмосферой и наземными экосистемами еще больше – 440 млрд т СО2 в год. Антропогенный поток – «всего» 33–37 от энергетики и промышленности и 3–8 от сведения лесов. Это по СО2. Если взять все парниковые газы, то в сумме будет примерно 55 млрд т СО2-эквивалента в год, все равно гораздо меньше природных потоков. Как же тогда можно говорить, что рост парникового эффекта – концентраций газов – происходит из-за человека? Только если в природе все прекрасно сбалансировано и человек малым «толчком» вносит дисбаланс. Еще лет 25 назад это казалось удивительным. Но это так – изотопный анализ атомов углерода показал: на 80–90% атмосферный излишек вызван сжиганием ископаемого топлива.

Тектонические разломы дают очень мало парниковых газов, их роль в другом – в движении континентов, в их расположении на Земле. Если все континенты расположены в тропиках, а так было при динозаврах, то на них нет снега и льда, у Земли нет белого «пятна», отражающего солнечное излучение в космос. Тогда очень тепло. Если же, как сейчас, Антарктида находится на полюсе и Арктика со всех сторон зажата континентами, то белое пятно немалое, и гораздо холоднее. Однако континенты движутся очень медленно, поэтому роль тектонических процессов велика только в масштабе десятков миллионов лет. А вулканы, наоборот, важны в противоположном масштабе отдельных лет. Но не потоками СО2 «славны» извержения, они малы, а выбросом пепла и окислов серы в стратосферу. Тогда там на год или даже больше образуется слой аэрозолей, сильно затеняющий нашу планету от Солнца. На всей планете холоднее на 0,1-0,2 градуса, а в особенно сильных случаях на 0,3, бывало на 0,5. Имеется в виду нижний слой воздуха, где мы живем. Для сравнения, сейчас антропогенное глобальное потепление в среднем составляет примерно 0,02 градуса в год. Так что вулканы и разломы важны, но в своих временных шкалах. А в шкале нашей жизни, лет 50 или 100, антропогенный поток действительно главный.

МООК: Раздел 1. Занятия 2-4. Климатическая система и ее элементы. Естественный и антропогенный парниковый эффект.

Лекции: 3.3 Влияние вулканов. 4.3 Антропогенные потоки СО2 и его природный круговорот. 4.7 Что греет, а что охлаждает нижние слои атмосферы?

Почему из-за вырубки лесов идет эмиссия углекислого газа?

При рубке на лесосеке остается много остатков – веток, хвои, вершин деревьев, нетоварных частей стволов. Они либо сжигаются, либо постепенно гниют. В любом случае это эмиссия СО2. Повреждается и почвенный покров, что ведет к разложению органического углерода и эмиссии СО2. Вывезенная древесина тоже в немалой степени идет в отходы (опилки, щепа, горбыль и т. п.), которые либо сжигаются, либо гниют. Насколько велика эмиссия зависит от того, как рубят и как используют. Экологически грамотное ведение лесного хозяйства подразумевает полное или почти полное использование всей биомассы (делаются топливные брикеты, гранулы, щепа для панелей и т. п.), а также аккуратные рубки с минимальным повреждением почвы и молодых деревьев. Сжигание топлива из биомассы, конечно, тоже эмиссия СО2, но если это топливо замещает уголь, торф или газ, то положительный эффект налицо. Иначе будет эмиссия и от сжигания ископаемого топлива, и от разложения или «кострового» сжигания порубочных остатков и отходов. Немаловажна и «судьба» изделий из древесины, от бумаги до мебели и строительных материалов: если все не гниет, а идет в переработку, даже на топливо, замещающее уголь или газ, то выбросы СО2 минимальны.

МООК: Раздел 1. Занятие 7. Что вызывает эмиссию?

Лекции: 4.3 Антропогенные потоки СО2 и его природный круговорот.

 

Чем больше углекислого газа, тем больше должна быть масса растений. Смогут ли растения компенсировать увеличивающиеся выбросы?

При росте в воздухе концентрации СО2 фотосинтез усиливается почти у всех растений. Однако рост, как правило, идет только до концентрации СО2, равной 600–800 объемных частей на миллион (ррм), дальше наступает «насыщение», роста уже почти нет. В доиндустриальную эпоху было около 280 ррм, а сейчас уже более 400, что, конечно, усилило фотосинтез, но усилило и дыхание растений. Живая биомасса растет, но и отмирание растет, а разложение органики при более высокой температуре идет быстрее. Здесь важен нетто-результат, сколько в итоге поглощается из атмосферы. Лет 50 назад нетто-поглощение антропогенного потока СО2 наземными экосистемами было раза в 2 меньше, чем сейчас, но и поток СО2 в атмосферу от сжигания ископаемого топлива был раза в 2 меньше. В прошлом главным антропогенным источником СО2 было землепользование, в основном сведение лесов. С 1960-х годов главное – сжигание ископаемого топлива, но сведение лесов продолжает давать не меньше, чем в прошлом. Сейчас баланс такой: океан и наземные экосистемы поглощают половину антропогенного потока СО2 в атмосферу, примерно поровну, а вторая половина остается – накапливается в атмосфере.

Отклик биоты на изменение температуры всегда был важным фактором. Моделирование показывает, что если бы во время ледниковых периодов концентрация СО2 не снижалась, не уменьшался бы парниковый эффект, то температурные изменения бы были меньше и даже их динамика была бы несколько другой. Однако в более холодном климате концентрация СО2 падала примерно до 200 ррм. Когда это закладывается в модели, они хорошо воспроизводят то, что было в действительности.

В XXI веке дальнейшее увеличение концентрации СО2, в принципе, может значительно увеличить интенсивность фотосинтеза, в худшем случае максимальных антропогенных выбросов, раза в 2 раза, но и дыхание увеличится, и разложение возрастет. Есть и более сложные обратные связи. Вероятно, в итоге доля антропогенного СО2, остающегося в атмосфере, изменится не сильно.

Гораздо больший эффект может дать посадка лесов, восстановление той растительности, которая была за Земле столетия назад. Конечно, углеродная емкость наземных экосистем ограничена. Если восстановить все леса планеты, то в какой-то момент они полностью вырастут и поглощение станет равным разложению биомассы (в этом отличие от океана, где есть вечный «сток» углерода в виде донных отложений скелетиков морских организмов). То есть леса могут дать временную, но очень важную передышку мировой энергетике и экономике в деле снижения выбросов. Если к этому добавить то, что леса нам нужны и сами по себе, как просто нужна природа, то понятно, охранять, сажать и восстанавливать леса, конечно, надо.

МООК: Раздел 3. Занятие 5. Связь между концентрацией СО2 и глобальной температурой. Моделирование прихода и ухода ледниковых периодов с и без отклика биоты в виде изменения концентрации СО2. Если бы концентрация СО2 не снижалась, то понижение уровня Мирового океана было бы не 60 и более метров, а всего около 30 метров.

Лекции: 4.3 и 4.4 Антропогенные потоки СО2 и его природный круговорот. Антропогенные потоки СО2 и их поглощение.


Доказано ли антропогенное воздействие на климат? Разве способен человек изменить такую глобальную систему как климат?

Доказано. Рост концентраций в атмосфере парниковых газов – СО2 и метана – происходит из-за человека, на это однозначно указывает изотопный анализ. Появились и созданные химической промышленностью новые парниковые газы, их роль не велика, но есть. Сейчас человек усиливает парниковый эффект примерно на 5%, за счет этого прогрев нижнего слоя атмосферы равен примерно 1,50С. Сам же парниковый эффект атмосферы Земли – хорошо изученное физическое явление, поэтому нет сомнения в том, «кто виноват».

Также нет сомнений, что именно человек загрязнил атмосферу окислами серы и азота, различными аэрозольными частицами – во всяком случае, при нынешней относительно небольшой вулканической активности. Это другой антропогенный эффект, он приводит к охлаждению примерно на 0,50С. Есть и более мелкие эффекты: эмиссии сажи, изменение отражающей способности планеты из-за вырубки лесов, следы от реактивных самолетов и т. п. В сумме мы видим антропогенное глобальное потепление несколько больше, чем на 10С. Важно, что все эти факторы действуют постоянно и по нарастающей. В этом главное отличие от действия Солнца или океанских вариаций, которые колеблются то в тепло, то в холод, поэтому в среднем за 50 и более лет человек – главный виновник глобального потепления. При этом кардинально изменить климатическую систему, превратить Землю в Венеру или Марс, он не может (если, конечно, не брать в расчет термоядерные войны) – слишком велик Мировой океан. Но может сдвинуть и раскачать самое легкое и подвижное звено климатической системы – атмосферу. Что мы и видим: в целом температуры растут, но ущерб в основном происходит от раскачки – «нервного» климата со все большим числом опасных метеорологических явлений.

МООК: Раздел 1. Занятие 4. Антропогенный парниковый эффект. Раздел 3. Занятие 8. Влияние эмиссии парниковых газов за последние 150 лет.

Лекции: Раздел 4. Антропогенные воздействия. Раздел 6. Соотношение естественных и антропогенных факторов.

 

Антропогенная деятельность выделяет в атмосферу больше парниковых газов, чем вулканы, тектонические разломы и океан?

Сначала коротко: наша деятельность дает гораздо меньше парниковых газов, чем океан и наземные экосистемы, но больше разломов и вулканов, они иначе влияют на климат. Теперь по порядку. Газообмен СО2 между атмосферой и Мировым океаном гигантский, потоки туда и обратно – примерно по 330 млрд т СО2 в год, а между атмосферой и наземными экосистемами еще больше – 440 млрд т СО2 в год. Антропогенный поток – «всего» 33–37 от энергетики и промышленности и 3–8 от сведения лесов. Это по СО2. Если взять все парниковые газы, то в сумме будет примерно 55 млрд т СО2-эквивалента в год, все равно гораздо меньше природных потоков. Как же тогда можно говорить, что рост парникового эффекта – концентраций газов – происходит из-за человека? Только если в природе все прекрасно сбалансировано и человек малым «толчком» вносит дисбаланс. Еще лет 25 назад это казалось удивительным. Но это так – изотопный анализ атомов углерода показал: на 80–90% атмосферный излишек вызван сжиганием ископаемого топлива.

Тектонические разломы дают очень мало парниковых газов, их роль в другом – в движении континентов, в их расположении на Земле. Если все континенты расположены в тропиках, а так было при динозаврах, то на них нет снега и льда, у Земли нет белого «пятна», отражающего солнечное излучение в космос. Тогда очень тепло. Если же, как сейчас, Антарктида находится на полюсе и Арктика со всех сторон зажата континентами, то белое пятно немалое, и гораздо холоднее. Однако континенты движутся очень медленно, поэтому роль тектонических процессов велика только в масштабе десятков миллионов лет. А вулканы, наоборот, важны в противоположном масштабе отдельных лет. Но не потоками СО2 «славны» извержения, они малы, а выбросом пепла и окислов серы в стратосферу. Тогда там на год или даже больше образуется слой аэрозолей, сильно затеняющий нашу планету от Солнца. На всей планете холоднее на 0,1-0,2 градуса, а в особенно сильных случаях на 0,3, бывало на 0,5. Имеется в виду нижний слой воздуха, где мы живем. Для сравнения, сейчас антропогенное глобальное потепление в среднем составляет примерно 0,02 градуса в год. Так что вулканы и разломы важны, но в своих временных шкалах. А в шкале нашей жизни, лет 50 или 100, антропогенный поток действительно главный.

МООК: Раздел 1. Занятия 2-4. Климатическая система и ее элементы. Естественный и антропогенный парниковый эффект.

Лекции: 3.3 Влияние вулканов. 4.3 Антропогенные потоки СО2 и его природный круговорот. 4.7 Что греет, а что охлаждает нижние слои атмосферы?

Почему из-за вырубки лесов идет эмиссия углекислого газа?

При рубке на лесосеке остается много остатков – веток, хвои, вершин деревьев, нетоварных частей стволов. Они либо сжигаются, либо постепенно гниют. В любом случае это эмиссия СО2. Повреждается и почвенный покров, что ведет к разложению органического углерода и эмиссии СО2. Вывезенная древесина тоже в немалой степени идет в отходы (опилки, щепа, горбыль и т. п.), которые либо сжигаются, либо гниют. Насколько велика эмиссия зависит от того, как рубят и как используют. Экологически грамотное ведение лесного хозяйства подразумевает полное или почти полное использование всей биомассы (делаются топливные брикеты, гранулы, щепа для панелей и т. п.), а также аккуратные рубки с минимальным повреждением почвы и молодых деревьев. Сжигание топлива из биомассы, конечно, тоже эмиссия СО2, но если это топливо замещает уголь, торф или газ, то положительный эффект налицо. Иначе будет эмиссия и от сжигания ископаемого топлива, и от разложения или «кострового» сжигания порубочных остатков и отходов. Немаловажна и «судьба» изделий из древесины, от бумаги до мебели и строительных материалов: если все не гниет, а идет в переработку, даже на топливо, замещающее уголь или газ, то выбросы СО2 минимальны.

МООК: Раздел 1. Занятие 7. Что вызывает эмиссию?

Лекции: 4.3 Антропогенные потоки СО2 и его природный круговорот.

 

Чем больше углекислого газа, тем больше должна быть масса растений. Смогут ли растения компенсировать увеличивающиеся выбросы?

При росте в воздухе концентрации СО2 фотосинтез усиливается почти у всех растений. Однако рост, как правило, идет только до концентрации СО2, равной 600–800 объемных частей на миллион (ррм), дальше наступает «насыщение», роста уже почти нет. В доиндустриальную эпоху было около 280 ррм, а сейчас уже более 400, что, конечно, усилило фотосинтез, но усилило и дыхание растений. Живая биомасса растет, но и отмирание растет, а разложение органики при более высокой температуре идет быстрее. Здесь важен нетто-результат, сколько в итоге поглощается из атмосферы. Лет 50 назад нетто-поглощение антропогенного потока СО2 наземными экосистемами было раза в 2 меньше, чем сейчас, но и поток СО2 в атмосферу от сжигания ископаемого топлива был раза в 2 меньше. В прошлом главным антропогенным источником СО2 было землепользование, в основном сведение лесов. С 1960-х годов главное – сжигание ископаемого топлива, но сведение лесов продолжает давать не меньше, чем в прошлом. Сейчас баланс такой: океан и наземные экосистемы поглощают половину антропогенного потока СО2 в атмосферу, примерно поровну, а вторая половина остается – накапливается в атмосфере.

Отклик биоты на изменение температуры всегда был важным фактором. Моделирование показывает, что если бы во время ледниковых периодов концентрация СО2 не снижалась, не уменьшался бы парниковый эффект, то температурные изменения бы были меньше и даже их динамика была бы несколько другой. Однако в более холодном климате концентрация СО2 падала примерно до 200 ррм. Когда это закладывается в модели, они хорошо воспроизводят то, что было в действительности.

В XXI веке дальнейшее увеличение концентрации СО2, в принципе, может значительно увеличить интенсивность фотосинтеза, в худшем случае максимальных антропогенных выбросов, раза в 2 раза, но и дыхание увеличится, и разложение возрастет. Есть и более сложные обратные связи. Вероятно, в итоге доля антропогенного СО2, остающегося в атмосфере, изменится не сильно.

Гораздо больший эффект может дать посадка лесов, восстановление той растительности, которая была за Земле столетия назад. Конечно, углеродная емкость наземных экосистем ограничена. Если восстановить все леса планеты, то в какой-то момент они полностью вырастут и поглощение станет равным разложению биомассы (в этом отличие от океана, где есть вечный «сток» углерода в виде донных отложений скелетиков морских организмов). То есть леса могут дать временную, но очень важную передышку мировой энергетике и экономике в деле снижения выбросов. Если к этому добавить то, что леса нам нужны и сами по себе, как просто нужна природа, то понятно, охранять, сажать и восстанавливать леса, конечно, надо.

МООК: Раздел 3. Занятие 5. Связь между концентрацией СО2 и глобальной температурой. Моделирование прихода и ухода ледниковых периодов с и без отклика биоты в виде изменения концентрации СО2. Если бы концентрация СО2 не снижалась, то понижение уровня Мирового океана было бы не 60 и более метров, а всего около 30 метров.

Лекции: 4.3 и 4.4 Антропогенные потоки СО2 и его природный круговорот. Антропогенные потоки СО2 и их поглощение.


Когда Арктика растает полностью?

Расчеты показывают, что говорить об Арктике, целиком свободной от льда, еще рано. «Тормозит» канадская Арктика, где льда гораздо больше, чем в российской. В сентябре, когда минимум льдов, может совсем не быть льда во всей Арктике впервые в отдельные 2040-е годы, чаще в 50-е, затем еще чаще. К концу века по сценарию максимальных глобальных выбросов парниковых газов сентябрь всегда будет без льда, а по умеренному сценарию лишь в отдельные годы. Однако площадь льда зимой до середины века практически неизменна, то есть почти вся Арктика подо льдом, хотя и гораздо более тонким, чем в XX веке. Далее по максимальному сценарию площадь зимних льдов слабо снижается, а по умеренному не снижается. То есть ожидать Арктику совсем без льда не приходится, во всяком случае в XXI веке.

Часто про «растает» спрашивают в контексте Северного морского пути. Совсем свободным от льда он не будет. Длительность безледокольного навигационного периода увеличится, но не столь быстро, как хотелось бы нашим бизнесменам. За последние 40 лет длительность выросла с 50–70 до 90–130 дней, но далее рост замедляется. В 2040-е 100–160, к концу века 120–180 дней. При этом западный сектор, к востоку от Таймыра, не проблема, суда там смогут ходить без ледоколов. Все «тормозится» восточным сектором, где будет не только непростая ледовая обстановка, но и ее большая изменчивость и непредсказуемость. А это плохо для коммерческих рейсов, так как потребует дорогостоящей страховки. Все это отодвигает массовые перевозки Европа – Китай на вторую половину века. Впрочем, и тогда они будут не круглогодичными, а сезонными.

МООК: Раздел 2. Занятие 4. Основные климатические сценарии.

Лекции: 11.5. Прогноз морского льда

 

Почему на Севере от изменения климата не станет лучше? Людям же не нужно будет тепло одеваться, они будут выращивать нетипичные для своего региона растения?

Изменение климата совершенно не похоже на плавное и приятное потепление. За последние 40–50 лет средние температуры на Севере выросли на 2–4 градуса. Чаще стали волны тепла – периоды, когда на 5 и даже 10 градусов теплее, чем в те же даты во второй половине XX века. Складывается впечатление, что скоро волны тепла превратятся в постоянно теплую погоду и можно будет выращивать новые овощи и фрукты. Но это не так: волны тепла и дальше будут перемежаться холодной и дождливой погодой, заморозками. Сильные морозы тоже не исчезнут, хотя и будут реже.

В этих условиях об «ананасах» не может быть и речи даже в следующие столетия. В целом выращивать более теплолюбивые культуры, конечно, будет легче, но все равно сложно. Нужно будет очень внимательно следить за погодой, укрывать на зиму, не обойтись без парников. Поэтому на уровне дачи, когда вы готовы все силы и средства положить, чтобы созрело и не замерзло, для энтузиастов – подойдет. А для массового выращивания на продажу дело будет очень рискованное. Внедрять новые сорта и культуры нужно будет очень постепенно. Тем более, что почвы останутся прежними, совсем не богатыми. Институт сельскохозяйственной метеорологии Росгидромета дает прогнозы урожайности на год, на ближайшие десятилетия и на конец XXI века. По ним климатически обусловленная урожайность многих культур на Севере вырастет, но ситуация в сельском хозяйстве кардинально не изменится.

В целом такая же ситуация с одеждой и с отоплением. Конечно, шубы нужны будут реже, но совсем без них не обойтись. Тем более, что температуры могут быть выше, а ветра сильнее, что дает суммарный рост холодового эффекта. «Сдвиг» в одежде наверняка будет, но не на уровень футболок, а в сторону более сырой и ветреной погоды. Чтобы получить выигрыш в отоплении, надо будет приложить немало «ума», пока же в большинстве случаев гораздо больший эффект даст утепление и лучшая теплоизоляция зданий.

Сходная ситуация и по здоровью. Недавно были проведены расчеты так называемой климатически обусловленной смертности. Известно, что смертность от ряда заболеваний, в частности, сердечно-сосудистых, зависит от температуры. Она высока в сильную жару и в сильные морозы, минимальна при +10- +15. Поэтому на Севере она снизится, но ведь это лишь один фактор нашего здоровья. Авторы расчетов подчеркивают, что есть и другие, прежде всего, различные инфекции, которые уже движутся на Север.

В целом немножко лучше, вероятно, будет, особенно если к этому приложить руки и голову. Однако, во-первых, тут масса «подводных камней», а, во-вторых, все это до поры до времени. Экологические, экономические и даже социальные исследования говорят, что, да – временно плюсов может быть немало, но потом, во второй половине века, в XXII веке, тотальный негатив добьет до самых дальних уголков Севера. Жители умеренных широт, юга и севера – все в одной «лодке». Для севера тоже очень важно, чтобы мир пошел по пути развития с меньшими глобальными выбросами парниковых газов.

МООК: Раздел 4. Занятие 5. Рост экстремальных явлений. Раздел 5. Занятия 3-5. Проблемы и ограничения адаптации к изменению климата, конфликты из-за ресурсов, миграция населения.

Лекции: 11.12 Арктика, резюме на XXI век. 13.10, 14.10 и 15.10 Резюме изменений климата в XXI веке в Ненецком автономном округе, в Архангельской и Мурманской областях.

Дополнительные документы

Ваш голос учтен
Теперь вы сможете голосовать за другие инициативы без подтверждения
Ваш голос учтен
Теперь вы сможете голосовать за другие инициативы без подтверждения
ИЮЛ'21

Ответы на вопросы НПО и широкой аудитории. Наука о климате

Изменения климата
ИЮЛ'21

Ответы на вопросы НПО и широкой аудитории. Наука о климате

Ответы подготовлены Алексеем Кокориным (WWF России).


После каждого ответа даются ссылки на более подробную информацию в Международном открытом 
онлайн курсе (МООК) «Изменения климата: риски и проблемы», а также в лекциях WWF России «Изменения климата в России».

Пожалуйста, если у вас есть вопросы, которых нет ниже, напишите автору данной работы по адресу
akokorin@wwf.ru Это поможет нам более правильно составить список из 100 вопросов и дать на них ответы.

ИЮЛ'21

Ответы на вопросы НПО и широкой аудитории. Что делать?

Изменения климата
ИЮЛ'21

Ответы на вопросы НПО и широкой аудитории. Что делать?

Ответы подготовлены Алексеем Кокориным (WWF России).


После каждого ответа даются ссылки на более подробную информацию в Международном открытом
онлайн курсе (МООК) «Изменения климата: риски и проблемы», а также в лекциях WWF России «Изменения климата в России».

Пожалуйста, если у вас есть вопросы, которых нет ниже, напишите автору данной работы по адресу
akokorin@wwf.ru Это поможет нам более правильно составить список из 100 вопросов и дать на них ответы.


Посмотреть все в климат и адаптация Посмотреть все
Мы используем cookie-файлы, чтобы сделать сайт удобнее и полезнее для вас. Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie. Подробнее.