|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потепление Земли
Резюме, основанное на результатах, представленных в четвертом докладе (AR4) МГЭИК о состоянии системы климата.
|
Доклад 2007 г. о мировом климате
Непредумышленно, эксперты климата представили четвертое обобщенный доклад о системе климата как раз после очень теплой европейской зимы. Казалось, что погода хотела дать нам идею относительно того, каким может быть климат в будущем. С этого времени настоящая тема доминирует в заголовках более чем когда-либо, так как из доклада становится ясным: нет времени, чтобы ждать – надо принимать радикальные меры. |
|
|
"Человек и природа": Вугар Агаев, 15 лет, Азербайджан Интернет-галерея WMO
|
|
|
Большинство из нас, независимо от того, кто мы: дети, подростки или взрослые, в настоящее время знаем, что взаимозависимость природы и человеческой цивилизации заострена. Не только природа угрожает условиям человеческой жизни, но и образ жизни человека в глобальном масштабе все больше влияет на нашу окружающую среду. Четвертый доклад о мировом климате подводит итог тому, что наблюдают ученые, и какие оценки перспективы они делают. Здесь представляется тремя текстами самые важные факты и рассматривается существующее изменение климата, совершаемое человеком, на фоне истории Земли.
|
Что мы измеряем и что мы чувствуем?
Из ежедневных изменений погоды мы не можем сделать вывод о том, что ситуация в атмосфере вокруг нас нормальна или ненормальна. |
Мы можем полагать, что она нормальна, когда по погодным условиям в течение многих лет подряд одного поколения человечества, она похожа на ситуацию последних столетий нашей планеты, включая все экстремальные погодные условия. Но когда ситуация ненормальна? Когда происходит изменение погоды, и когда происходит изменение климата, то есть полностью меняется погода, наблюдаемая, по крайней мере, за 30 лет?
|
|
|
|
1. Сравнение графика погоды (средние ежедневные значения) города Кельна за период 30 лет, 1961-1990 гг., c графиком одинакового по длительности периода 1971-2000 гг. Мы видим, что температура немного увеличилась (в ежегодном среднем значении от 9,8 до 10,0°C). Данные: klimadiagramme.de, график и фото: Elmar Uherek Щелкните по диаграмме, чтобы увеличить! (150 KB)
|
|
|
|
2. Если мы включим в этот график ежедневные максимальные значения (красный цвет) и минимальные значения (синий цвет) 2006 года, мы увидим, что такое изменение климата приблизительно на 0,2°C в десятилетие едва ли может быть измерено при наблюдении ежедневной погоды. Данные: klimadiagramme.de, график и фото: wetteronline.de, Elmar Uherek Щелкните, чтобы увеличить! (95 KB)
Климат меняется
Но: как мы можем убедиться, что такие изменения – действительно тенденция, и что климат меняется? Наблюдатели погоды имеют доступ к обширной глобальной базе данных статистики погоды. |
Каково значение статистики? Есть несколько несложных настольных игр, в которых применяются игральные кости. На сторонах кубиков костей расположены кружочки числом от 1 до 6. В некоторых играх довольно выгодно бросить число 6. |
Когда у меня удачный день,15 из 60 бросков могут быть с числом 6. Это конечно больше, чем 10 бросков, которые я, в среднем, ожидал бы. Но на следующий день это могут быть только 8 бросков из 60. И если я буду бросать кости цедый год, то разница удачливых и менее удачливых дней сведется к нулю. Это то, что мы называем статистическим распределением. Однако если у одного из моих партнеров игра показывает 2000 раз число 6 на 6000 бросков, я должен думать, что игра “помечена”.
|
|
|
|
3. Игра в кости, фото: Элмар Ухерек
|
|
Это простой пример уместен для ключевого утверждения основного доклада о состоянии нашего климата, который утвержден экспертами всех континентов: климат меняется. Ничего не говорит о климате то, что если в этом году была теплая зима во Франции или прохладная весна в Пакистане, или если температура в Кельне на 0,6°C выше среднего числа – в октябре. |
|
|
4. График показывает, на сколко градусов, более теплый или более холодный, был соответствующий год по сравнению со средним значением периода 1901-2000 гг. Набор данных включает температуры материков и океана. Источник данных: NOAA, график: Элмар Ухерек. Нажмите на график, чтобы увеличить его. (200 KB)
|
|
|
Ученые измеряют глобальную среднюю температуру. Они делают это приблизительно с 1850 г. Результаты этих измерений показали, что 11 самых теплых лет, начиная с 1850 г., вошли в последние 12 лет – с 1995 по 2006 гг. В предыдущем докладе о климате в 2001 г. у нас еще были сомнения, устойчива ли эта тенденция. Сегодня мы знаем, что игра в кости “помечена”. Наш глобальный климат явно выходит за рамки диапазона статистических колебаний, которые мы имели в последнем 10 000 летнем, довольно устойчивом, межледниковом периоде. Климат действительно меняется. |
Тренд температуры
Наблюдаемый тренд температуры может быть иллюстрирован следующим графиком. За последние 100 лет (1906-2005 гг.) температура поверхности Земли увеличилась примерно на 0,56 – 0,92°C (наилучшая оценка: на 0,74°C). |
Это увеличение температуры неустойчиво, оно растет. Если бы мы взяли за основу средние значения роста последних 50 лет, 1956-2055 гг., то среднее увеличение за 100 лет оказалось бы на 1,3°C.
|
|
|
|
5. Тенденция мирового климата: потепление ускоряется.
|
|
Мы уже знаем теперь, что глобальное потепление ускорится в течение последующих 50 лет. Это потому, что количество углекислого газа в воздухе, который вносит значительный вклад в это потепление, увеличилось за 50 прошедших лет, и продолжает увеличиваться. По тренду прошедших 50 лет можем быть уверенны, что в 2055 г. потепление будет больше чем на 1,3°C за последние 100 лет. Наиболее вероятно, что в этом будущем мир будет больше чем на 1,5°C теплее, сравнивая с началом индустриализации в 1750 г. Начало индустриализации обычно берется как точка отсчета, так как тогда мировой климат не был так сильно подвержен деятельности человека. |
Уязвимость климата
По наблюдаемым изменениям мы можем подсчитать, что наш мир теплеет примерно на 0,13°C в десятилетие, и что эта тенденция увеличивается. В течение последующих двух десятилетий модели климата ожидают потепление около 0,2°C в десятилетие. (Мы наблюдали это, например, в Кельне.) |
|
|
5. В обсерватории Мауна-Лоа / Гавайи содержание углекислого газа в воздухе измеряется многими десятилетиями. Точное количество колеблется по сезонам (см. ACCENT Magazine №1 2005 г. ), но среднегодовое значение увеличивается непрерывно.
|
|
|
За длительный срок расчетов так называемая " уязвимость климата" многократно обсуждалась. Чувствительность климата определена как потепление земной поверхности, которая ожидается как удвоение отношения смеси углекислого газа в атмосфере (от значения 280 ppm – до индустриализации к значению 560 ppm *). Мы сообщали, что есть большие сомнения в этом (ACCENT спецвыпуск Июль 2005 г.). Исследования последних лет показали сегодня, что планета Земля потеплела бы в этом случае примерно на 2-4,5°C, но не меньше, чем на 1,5°C. Значение 3°C, как говорится, является наилучшей оценкой. |
Мы должны рассмотреть две вещи. Люди быстро увеличили отношения смеси углекислого газа в атмосфере от 280 до 380 ppm, в особенности в течение последних 50 лет, и делают это дальше, не останавливаясь. Есть вероятность достигнуть значения 560 ppm еще до 2100 г. |
В то же самое время эксперты считают, что изменение мирового климата из-за увеличения температуры на 2°C (0,8°C – уже факт) по сравнению с значением до индустриализации будут иметь серьезные последствия, но ситуацию все еще можно держать под контролем. При увеличении температуры больше, чем на 2°C, ожидаются драматические последствия (наводнения прибрежных регионов, наводнения из-за ливневого дождя, чаще повтаряющиеся засухи, более мощные штормы, трудно переносимые периоды жары, политические и социальные последствия из-за больших миграций населения, вызванных необходимостью покидать непригодные для жилья регионы). В "Исследования -2" говорится о последствиях такого увеличения температуры.
|
|
|
|
6. Мы исследуем воздушные пузыри, находящиеся в ледяных кернах, которые высверливают в ледниках Гренландии или Антарктиды. Они обеспечивают нас информацией о климате последних тысячелетий и даже сотен тысячелетий. Они показывают, что содержание CO2 в воздухе никогда не было столь высоким в течение прошлых 800 000 лет, каким оно является теперь. На графике представлены значения последних 10 000 лет межледникового периода. На снимке: EPICA, керн льда; Фото: Сепп Кипфстул, © AWI. Данные: NOAA, AWI
|
|
Охлаждение частицами и облаками
Парниковый эффект – самый важный двигатель глобального потепления. Однако есть и другие факторы климата, работающие в противоположном направлении и вызывающие охлаждение. Это главным образом последствия, которые связаны с жидкими и твердыми частицами в воздухе (так называемыми аэрозолями) и, косвенно, связанное с изменением обратного рассеяния из-за увеличивающейся облачности вызванное аэрозолем. |
|
|
7. Частицы в воздухе, как здесь над Анкарой, уменьшают воздействие солнечных лучей и вызывают локальное охлаждение в загрязненном регионе. Фото: © Dirk Matzen
|
|
|
Благодаря интенсивному исследованию последних 6 лет, мы знаем теперь больше об этих эффектах, чем во время доклада МГЭИК в 2001 г. Однако, неопределнность все еще высока. В любом случае мы можем сказать, что без этого охлаждающего эффекта последствия глобального потепления были бы явно более интенсивными, чем мы наблюдаем теперь. Если частицы и препятствуют солнечной энергии достигать поверхности Земли, то, во многих случаях, это результат, вызванный человеческой деятельностью. Другими словами, это атмосферное загрязнение или смог. Такое подспорье против парникового эффекта не преднамеренна и вредна здоровью. |
Что такое радиационное воздействие?
Возмущения, которые влияют на систему климата (например, увеличенные концентрации парниковых газов или увеличенная облачность) воздействуют и на радиационный баланс в системе земной поверхности и нижних слоев атмосферы (= тропосферы). |
Поток энергии в единицу времени, измеренный в Ватт (Ватт = Дж/с) для каждого квадратного метра Земли, называют радиационным воздействием (RF). Если этот параметр, RF (Ватт / м2), является положительным, соответствующий фактор климата (например, углекислый газ и другие парниковые газы) вносит свой вклад в потепление нашей планеты. Если он отрицательный, то фактор климата (например, аэрозоли) вносит свой вклад в охлаждение.
На графике справа мы видим факторы, влияющие на климат. На левом столбике нанесены факторы, влияющие на потепление, на правом – на охлаждение. Мы видим, что среди парниковых газов, доминирующую роль играют углекислый газ, метан (CH4), закись азота (N2O) и органические галогенные соединения (в особенности CFCs). Озон как парниковый газ играет двоякую роль: с одной стороны приземная концентрация озона увеличивается, с другой – истощается озоновый слой в стратосфере.
|
|
|
|
8. Вклады различных факторов климата на потепление или охлаждение (положительное или отрицательное радиационное воздействие). Все парниковые газы на графике окрашены зелеными тонами. Данные: IPCC FAR, График: Elmar Uherek
|
|
|
|
9. При существующем положении исследований, доминируют факторы потепления, но они имеют также и существенный противовес. График: Elmar Uherek
|
|
|
Видно, что охлаждающее влияние частиц в воздухе и к тому же формирование облаков, вызывают сильное охлаждение. Но это не дает компенсации глобальному потеплению. Однако, величина именно этих факторов охлаждения довольно неопределенна. Поэтому дается широкий диапазон неопределенности. Мы выражаем это в графике ниже. Эта неопределенность бывает настолько большой, что даже, в крайнем случае, мы могли бы допустить, что глобальное потепление перевешивается последствиями охлаждения. Но это не согласовывается с нашими наблюдениями. Мы должны иметь в виду, что намного легче предотвратить атмосферное загрязнение, чем удалить углекислый газ. Это означает, что охлаждающиеся факторы имеют краткосрочное воздействие и маскируют потепление только временно. |
|
|
|
|
10. Вклад факторов потепления достаточно известен. Но по влиянию аэрозолей и облаков имеется еще большая неопределенность. Этот график показывает минимум и максимум диапазона неопределенности. График: Elmar Uherek
|
|
Ответственность людей
Существующие наблюдения не могут быть объяснены только естественными, без учета человеческой деятельности, процессами. В обсуждении, которое было 10 лет назад, и все еще актуально сегодня, задавали вопрос: действительно ли человечество ответственно за глобальное потепление? Или это происходит из-за естественных колебаний мирового климата или изменения солнечной радиации?
Эксперты в большинстве случаев были очень осторожны в ответах на этот вопрос из-за неполноты знаний. Сегодня, в 2007 г., констатируется: Понимание влияния антропогенного потепления и охлаждения на климат улучшилось, начиная с Третьего Оценочного Доклада (TAR), приводящего к очень большой уверенности, что глобально осредненное влияние деятельности человека, начиная с 1750 г., стало одной из причин потепления. |
|
|
11. Карта Института мировых ресурсов (WRI) показывает размер стран и континентов пропорционально их вкладу в глобальное потепление в 2002 г. © WRI Щелкните по карте для увеличения!
|
Оценки будущего
Мы ожидаем от “доклада о мировом климате” не только представления статус-кво, но также перспективы на будущее. Опираясь на множество различных моделей климата, эксперты прогнозируют, что за десятилетие 2090-2099 гг. он будет на 1,1 – 6,4°C, в глобальном среднем значении, теплее на поверхности Земли, чем за 1980-1999 гг. – времени начала отсчета. (Пожалуйста, примите во внимание, что между 1900 г. и временем начала отсчета потепление в 0,5°C уже имело место). |
|
|
12. Сценарии климата МГЭИК. График показывает значения потепления с учетом различных допущений. Неопределенность обозначена брусками серого цвета вместе с лучшими оценками (цветные пометки). Оранжевая линия показывает дальнейшее потепление, с учетом, что концентрации с 2000 г. будут постоянными. © IPCC, AR4 2007 Щелкните, чтобы увеличить!
|
|
|
Эта оценка будущего, по двум причинам, охватывает очень широкий диапазон температур. Во-первых, не все модели климата работают в этом направлении. Они основаны на различных предположениях, математических процессах, а также учитывают обратные связи. Ни одна из моделей не может имитировать систему климата в полном объеме. Поэтому необходимы упрощения, которые и приводят к неопределенности. Другая причина в том, что техническое, политическое, демографическое и культурное развитие нашего мира до 2100 г. – непредсказуемо.
(См. также ACCENT edition on climate modelling.) |
Будущий климат может быть различным по следующим причинам. Быстро или медленно перейдут люди на альтернативные энергии; наступит ли всемирный пик роста населения в 2050 г., или он будет еще расти; медленно или быстро произойдет технологический прогресс развивающихся стран; будет ли целью наций, прежде всего, разрешение местных проблем, или в мире произойдет сближение наций по обмену опытом.
Следующая таблица дает краткий обзор факторов, на которых базируются сценарии: |
|
B1 |
A1T |
B2 |
A1B |
A2 |
A1FI |
Пик роста населения в 2050 г |
x |
x |
|
x |
|
x |
Непрерывный прирост населения |
|
|
x |
|
x |
|
Экономика, ориентируемая на местах |
|
|
x |
|
x |
|
Глобальная сервисная и информационная экономика |
|
x |
|
x |
|
x |
Развитие быстрое и сближаемое |
x |
x |
|
x |
|
x |
Развитие медленное, локально разобщенное |
|
|
x |
|
x |
|
Устойчивое развитие |
x |
|
x |
|
|
|
Энергия на базе ископаемого топлива |
|
|
|
|
|
x |
Энергия на базе разных источников |
|
|
x |
x |
x |
|
Энергия из возобновляемых источников |
x |
x |
|
|
|
|
|
Сокращения могут означать примерно следующее:
Группа A = экономика, в основном, с неустойчивым развитием Группа B = экономика, стремящаяся к устойчивому развитию Группа 1 = глобальное уменьшения роста населения после пика в 2050 г. Группа 2 = продолжение роста мирового населения (в A2 быстрее, чем в B2)
Обозначения T, B, FI = вид энергии. T = возобновляемые источники, B = разные источники, FI = ископаемое топливо |
Ни в один из сценариев не включены ограничения, основанные на договорах по глобальному экологическому прогнозу, таких, как Киотский протокол или Рамочная конвенция ООН по изменению климата – UNFCCC.
Мы видим, что ограничение глобального потепления к допустимому уровню (ниже 2°C) возможно только в сближающемся мире с быстрым развитием технологий, с уменьшением коэффициента рождаемости в развивающихся странах и с переходом к альтернативным энергиям. Все это благоприятствует стремлению экономики к устойчивому развитию.
|
|
|
|
13. Графики температуры в Кельне (средне-западная Германия) и в Милане (северная Италия) показывают, что означает различие на 1,6°C для средней годовой температуры. Совсем не маловероятно, что в Кельне в 2050 г. будет та же средняя годовая температура, что была в Милане в 1970 г.
|
|
* ppm (1 часть на миллион) или ppb (1 часть на миллиард, 1 миллиард = 1000 миллионов) – отношение числа молекул определенного газа (например, парникового газа CO2) к общему количеству молекул сухого воздуха. Например: 300 ppm CO2 означают – 300 молекул углекислого газа на миллион молекул сухого воздуха. |
|
|
|