Пять лет назад в замке Рингберг в Баварских Альпах три дюжины ведущих специалистов по наукам о Земле со всего мира уединились на неделю, чтобы обсудить вопрос, нервирующий научное сообщество более ста лет и не получивший четкого ответа, несмотря на значительный прогресс в изучении нашей планеты за это время и целый климатологический бум последних десятилетий вкупе со вбуханными в него бюджетами, что не может не бесить. Вопрос звучит так: если в атмосферу надышать вдвое больше углекислого газа по сравнению с доиндустриальным временем, то как сильно нагреется Земля?

По сути, этот вопрос разъясняет термин «чувствительность климата» – показатель, который поможет уточнить, насколько именно глобально потеплеет в эпоху глобального потепления. На прошлой неделе коллектив из 25 авторов наконец опубликовал результаты – научную статью на полтораста страниц, которую другие ученые уже называли вехой в изучении климата Земли. «Это действительно важное исследование – оно говорит нам, что мы понимаем земную систему лучше, чем нам казалось», – довольно улыбается Бьорн Стивенс из Института метеорологии Общества Макса Планка: в 2015 году именно он предложил метод для уточнения чувствительности климата и помог организовать тот баварский консилиум, хотя соавтором итоговой статьи он не значится.

Вопросом чувствительности климата в 1896 году первым озадачился шведский физико-химик Сванте Аррениус, будущий нобелевский лауреат. После него в первой половине XX века мало кто уделял внимание углекислому газу как потенциальному фактору потепления, поскольку считалось, что водяной пар – куда более важный парниковый газ. В конце 1930-х о возможном влиянии антропогенного CO₂ на температуру заговорил британский инженер и метеоролог-любитель Гай Каллендар, но ему тогда не поверили. В 1960-х американский климатолог Чарльз Килинг доказал эту связь экспериментально путем ежедневных измерений CO₂ на Южном полюсе и на Гавайях. В 1979 году научная группа под руководством американского метеоролога Джула Чарни предоставила первые современные оценки показателя: при удвоении CO₂ в атмосфере средняя глобальная температура вырастет на 1,5–4,5 °C.

«Печалит тот факт, что, получив диапазон 1,5–4,5 °C в первых расчетах, они пересчитали его при помощи более сложных моделей и вновь получили 1,5–4,5 °C», – хмурит бровь климатолог из НАСА Кейт Марвел, одна из авторов нового исследования. Через десять лет Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) рассчитала его чувствительность заново и в первом оценочном докладе (1990) указала цифры 1,5–4,5 °C. Во втором докладе (1995) – те же цифры. В третьем (2001) – тот же диапазон. В четвертом (2007) – совсем другое дело… а, нет, все то же самое. В пятом (2014), последнем на данный момент, указаны значения 1,5–4,5 °C. «Люди говорят: что за хрень, климатологи, вы чем вообще занимаетесь?!» – плещет руками Марвел.

Новые оценки впервые за сорок лет иные: 2,6–3,9 °C. Через год-другой они будут включены в шестой доклад МГЭИК. Нижняя граница полученного диапазона выше, а значит, все разговорчики о том, что Земля не чувствительна к выбросам углерода или что глобальное потепление будет не слишком теплым, можно уверенно сворачивать. При удвоении концентрации CO₂ в атмосфере потепления меньше чем на 2,3 °C избежать не удастся, выяснили авторы. С другой стороны, верхняя граница оценок немного снижена. «Мы исключили вариант «все будет хорошо», но и не думаем, что вариант «мы обречены» сильно вероятен», – подытоживает Марвел.

Исследование зиждется на трех массивах свидетельств: на сегодняшних трендах потепления, на современном понимании эффектов обратной связи, способных ускорить или замедлить изменения климата, а также на палеоклиматических данных.

Так, средняя температура поверхности Земли с доиндустриальных времен выросла на 1,1 °C, и если экстраполировать ее кривую в будущее, то мы окажемся аккурат у нижнего порога свежевыявленного диапазона. Однако планета нагревается неравномерно: в частности, в отдельных районах так называемого Южного океана и восточной части Тихого океана глубинные холодные воды поднимаются и нейтрализуют тепло. Впрочем, и они, как показывает моделирование, рано или поздно нагреются, а увеличение над ними облачности еще больше усилит парниковый эффект. Корректировка температурных прогнозов с учетом данного факта позволяет исключить низкую чувствительность климата, отмечает Марвел.

Для сравнения были взяты климаты максимума последнего оледенения, около 20 тысяч лет назад, и теплого периода плиоцена, около 3 миллионов лет назад, когда уровень CO₂ в последний раз был схож с сегодняшним. Исследователи полагают, что чувствительность климата меняется от эпохи к эпохе. Например, в жаркие времена отсутствие ледниковых щитов может повышать показатель. Данные по древним температурам и уровню CO₂ позволили вычислить его: 2,5 °C и 3,2 °C для холодного и теплого палеоклимата соответственно. Даже для ледникового периода вероятность чувствительности ниже 2 °C кажется ничтожной, подчеркивает Кейт Марвел.

Чувствительность климата – показатель технический, он не призван предсказать будущее планеты со всей ее спецификой (не учитывает, к примеру, возможные дополнительные выбросы углерода в случае усиления лесных пожаров), а всего лишь описывает отношения между атмосферным CO₂ и температурой. Опять же, концентрация углекислого газа не удваивается в одночасье – на текущий уровень в 410 частей на миллион он выходил постепенно на протяжении полутораста лет, а удвоения по сравнению с доиндустриальным временем – 560 частей на миллион – достигнет примерно к 2080 году. Но мгновенное удвоение авторы тоже смоделировали: стратосфера в этом случае нагреется за несколько секунд, а океанские глубины после этого будут нагреваться веками.

Как бы там ни было, новые оценки должны сделать прогнозы изменений климата более надежными. Хоть и не всегда могут быть ясны последствия повышения средней планетарной температуры для локальных климатов, не остается практически никаких сомнений в том, что удвоение концентрации углекислого газа будет заметным и чувствительным событием. «Думаю, наука проделала хорошую работу и продвинулась вперед в данном вопросе, – авторитетно заявляет Бьорн Стивенс. – Так что это может быть конец…» Не для человечества, конечно, тьфу-тьфу-тьфу, а для климатологической задачки, которая больше века не давала ученым покоя на Земле.

---

Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: Reviews of Geophysics (Sherwood et al., 2020)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент с активной ссылкой на эту статью. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Отупение близко? Человеческий мозг эволюционировал при другом уровне углекислого газа
Тотальное потепление: мир на пороге катастрофы
О нашем месте в истории Земли