Лета больше не будет: почему наступает климатический кризис и как ИИ его приближает
Второе лето подряд температура в Европе бьет исторические рекорды — экстремальная жара пришла в южную часть континента, вызвав пожары и нехватку воды. В июле антициклон «Цербер» сформировал тепловую волну, которая охватила Испанию, Францию, Италию, Германию и Польшу — температура в некоторых регионах повышалась до 48°C. Прошлым летом, когда тоже говорили о беспрецедентной жаре, температура была ниже, но и это стало причиной почти 62 000 смертей — а 2023 год показывает, что это не предел.
Уже в десяти странах Европы горят леса, а другие затопило ливнями; на севере Италии несколько человек умерли во время потопов и еще 110 пострадало. В Греции около 20 000 человек пришлось эвакуировать из-за пожаров — и как минимум четверо погибли.
Евгений Кузнецов, генеральный директор венчурного фонда Orbita и футуролог, говорит, что риски катастрофического изменения климата сейчас настолько высоки, что от них уже невозможно отворачиваться: «Европа может перестать быть климатическим оазисом, который на протяжении тысячелетий был домом для множества цивилизаций». Washington Post пишет, что это только начало: в скором времени могут начать исчезать тропические леса, коралловые рифы, будут уничтожены целые экосистемы.
На этом фоне повысилась актуальность темы экологического следа искусственного интеллекта. В Европе строится все больше дата-центров — это центры обработки данных, где располагаются физические серверы. В одной только Испании свой центр планирует строить Meta (признана экстремистской и запрещена в России), и целых два — TikTok. Большинство пользователей интернета не задумываются о том, как связаны жара и стабильная работа любимых сайтов — но, согласно отчету Meta, их центр будет использовать около 665 млн л воды в год и до 195 л в секунду во время «пикового потока воды». В условиях, когда из-за жары европейский континент страдает от сильной засухи и нехватки воды — осадков стало меньше, а водохранилища и реки обмельчали или высохли, — строительство в регионе больших дата-центров уже не кажется такой уж безобидной затеей.
«Мы наблюдаем беспрецедентные изменения во всем мире, — сказал Fortune климатолог НАСА Гэвин Шмидт. — Волны жары, которые мы наблюдаем в США и Европе, в Китае бьют все рекорды. И это будет продолжаться». Действительно, в этом году жара пришла не только в Европу: в Японии с 2018 по 2022 год от тепловых ударов умерли более 1200 человек, беспрецедентную жару в этом году фиксируют также на территориях Северной Африки, Ближнего Востока и Азии.
Дата-центры — спутники климатической катастрофы
Не всем очевидно, что интернет, который многие представляют себе как нечто эфемерное и нематериальное, работает за счет вполне физических и материальных объектов. Чтобы сайты существовали, требуется множество серверов, которые никогда не выключаются. Они заполняют центры обработки данных (вы наверняка видели кадры с рядами серверов в кино), и их необходимо регулярно охлаждать, чтобы не допустить технических сбоев. Такие операторы, как Amazon, Google, Meta и Microsoft используют широкий спектр систем, но наиболее эффективными считаются те, которые испаряют воду для охлаждения циркулирующего в зданиях воздуха.
При этом официальные данные потребления воды, которые раскрывают техногиганты, не всегда соответствуют действительности. В прошлом году стало известно, что дата-центр Microsoft потребляет в четыре раза больше воды, чем сообщалось, — 84 млн л в год. Впрочем, ранее технологические компании и вовсе отказывались раскрывать информацию о потреблении энергии и воды отдельными центрами, утверждая, что это предмет коммерческой тайны.
При этом средняя европейская семья потребляет 144 л на человека в день или 157 000 л в год на семью из трех человек. На тот объем воды, который тратит один дата-центр Microsoft в год, может прожить 535 семей. Так, из-за огромных расходов воды и электричества в Ирландии и Нидерландах уже запрещено строить новые центры обработки данных. По оценкам Bluefield Research, на исследование которого ссылается Bloomberg, центры обработки данных используют более 1 млрд л воды в день, включая воду, используемую для производства энергии. По словам других исследователей, большой центр обработки данных может тратить от 3,5 млн до 17 млн л воды в день — как город с населением от 10 000 до 50 000 человек.
Гонка за разработкой ИИ вызвала всплеск спроса на мощные серверы — и потребление воды увеличилось еще сильнее. Шаолей Рен, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в Калифорнийском университете в Риверсайде, провел исследование, которое отслеживало, сколько воды расходуют центры обработки данных Microsoft в США, хранящие серверы для обучения GPT-3. Выяснилось, что они напрямую потребляли 700 000 л воды примерно за месяц, не включая косвенное использование, связанное с производством электроэнергии. Команда также подсчитала, что на каждый короткий разговор из 20-50 вопросов и ответов с ChatGPT уходит около 500 мл воды.
При этом, пишет The Guardian, этот ущерб от искусственного интеллекта незаметен для людей: «Мы знаем, что наносим вред планете, когда заводим машину, потому что видим или чувствуем запах выхлопных газов после поворота ключа. С ИИ вы не можете видеть, как запрашиваются облачные серверы для выполнения поставленных перед ним задач. Для многих невидимы огромные объемы воды, протекающей по трубам внутри центров обработки данных, развернутых для охлаждения компьютеров, питающих инструменты ИИ. Вы просто вводите запрос, ждете несколько секунд и получаете ответ. В чем здесь вред?»
IT-эксперт Даниил Шеповалов говорит, что системы охлаждения активно совершенствуются: «Люди стараются использовать климатические возможности. Например, можно размещать дата-центры на дне моря (проект Natick от Microsoft). Или на Севере (ЦОД «Арктика» от «Росатома»), но тогда их очень тяжело обслуживать. И что-то подсказывает, что вода и воздух машинам, как и людям, будут нужны примерно всегда. Очень возможно, что в будущем нас ждут какие-то социальные решения в этой области. Например, кредиты на месяц: можно их потратить на воду, можно на интернет или доступ к мощностям AI — выбирайте. Угадайте, кто эти социальные решения сгенерирует?»
Основная проблема заключается в том, что в Европе сейчас критически не хватает воды — например, в Испании государство запретило жителям поливать свои сады, а местные фермеры потеряют 80-90% урожая из-за ограничений на полив. В этих условиях расходование воды дата-центрами действительно приносит ощутимый ущерб — они буквально отнимают ее у людей.
При этом и сами дата-центры страдают от повышенных температур. В 2022 году во время жары из-за перегрева отключились серверы Oracle и Google в Великобритании, что привело к массовым сбоям в работе сети.
С другой стороны, дата-центры потребляют и огромное количество электроэнергии. Технологические аналитики Gartner считают, что к 2025 году, если не произойдет радикального переосмысления того, как разрабатываются системы ИИ, энергопотребление инструментами искусственного интеллекта будет больше, чем потребление всей человеческой рабочей силой. К 2030 году на обучение ИИ и хранение данных может приходиться 3,5% всего мирового потребления электроэнергии. До революции ИИ-центры обработки данных потребляли 1% всего мирового спроса на электроэнергию в любой конкретный год.
Вода больше не спасает
Жара затронула не только сушу — температура океана тоже рекордно повысилась. Глобальные температуры поверхности океана в июне были самыми высокими за 174 года: атлантические воды у берегов Майами нагрелись до 31°C. «Такие аномальные температуры в этой части Северной Атлантики неслыханны», — сказала в интервью BBC Даниэла Шмидт, профессор наук о Земле Бристольского университета.
Исследователь океанов Дебора Броснан рассказала Bloomberg, что нагревшиеся океаны только усилят вероятность природных катастроф: они больше не смогут выполнять жизненно важную функцию — поглощать избыточное тепло в мире. В последние десятилетия моря впитывали 90% тепла, вызванного парниковыми газами. По мере того, как океаны нагреваются, на суше формируются более высокие температуры, что, в свою очередь, способствует еще большему нагреванию воды в океане. Результатом станут сильные штормы, повышение уровня моря, исчезновение коралловых рифов и некоторых видов рыб. Сильнейшие штормы уже затронули Сербию, Словению и Румынию. Тысячи людей эвакуировали в Китае, Индии и США из-за потопов, и в то же время 4000 человек покинули свои дома на Канарских островах из-за пожаров.
В Греции уже месяц бушуют лесные пожары, которые уносят жизни людей, уничтожают урожай и выжигают все на своем пути — они уже подбираются к столице. Эфтимиос Леккас, профессор динамической тектонической прикладной геологии и борьбы со стихийными бедствиями в Афинском национальном университете, рассказал Bloomberg, что если пожары доберутся до горы Парнита, произойдет опустынивание города. Превратиться в пустыню из-за жары также могут Испания, Португалия, Италия, Болгария и Румыния, этой зимой уже пересыхали каналы в Венеции. Из-за критического снижения уровня воды Рейна, главного торгового пути Европы, становится невозможным судоходство. Компаниям приходится искать более дорогие способы доставки — поезда и грузовики, из-за чего растут цены на продукцию.
Сказывается на экономике и снижение производительности труда из-за жары. Центр устойчивости Фонда Адриенн Аршт-Рокфеллер подсчитал, что экстремальная жара обходится США в $100 млрд в год, а к 2030 году эта сумма может вырасти втрое. Самые большие потери происходят в сфере услуг, особенно среди работников складов и логистики из-за ограниченного кондиционирования воздуха. Согласно исследованию, опубликованному Международной организацией труда, при температуре 33-34°С человек, работающий с умеренной интенсивностью, теряет 50% своей работоспособности. При высоких температурах, которые могут усугубляться высокой влажностью, организм человека с трудом поддерживает нормальную температуру тела 36,6°С, которая необходима для эффективного функционирования организма.
Другое исследование показывает, что в промежутке с 2025 по 2095 год может полностью исчезнуть Гольфстрим — ученые предполагают, что это произойдет около 2050 года, если глобальные выбросы углерода не будут существенно сокращены. Включающая в себя Гольфистрим система течений, известная как AMOC (Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция), участвует в регулировании климата, перенося теплые тропические воды на север, а холодные — на юг. Ее уничтожение приведет к разрушительным последствиям — от ливней и засухи в различных регионах мира до штормов и повышения уровня моря.
Однако Кузнецов уверен, что Гольфстрим — это локальный триггер, который слабо повлияет на глобальную температуру, но может вызвать сильное похолодание и даже ледниковый период в Европе. Что в итоге ждет континент, пустыня или ледниковый период, — неизвестно. Эксперт утверждает, что точно предсказать невозможно: «Засухи там уже начались, а прорывание Гольфстрима — это риск, вероятность которого растет с потеплением. Так что в худшем сценарии мы получим и десятилетия засухи, и десятилетия (если не столетия) похолодания затем».
Ольга Лакустова, директор Фонда поддержки и развития природоохранных и других социально значимых проектов «Наш фонд», уверена, что опустынивания Европы не произойдет, а все будет ровно наоборот — температура на континенте опустится: «Но до ледникового периода дело тоже не дойдет. При отсутствии Гольфстрима значения будут сходны, например, с сегодняшними российскими среднегодовыми температурами на аналогичных широтах». Другая группа ученых, из Межправительственной группы экспертов, уверена, что Гольфстрим не исчезнет в этом столетии, но их модель авторы уже упоминавшегося исследования называют слишком грубой для точных результатов.
Эколог и научный сотрудник Института водных проблем РАН Артем Акшинцев уверен, что Гольфстрим никуда не исчезает, а просто меняет свое русло: «Гольфстрим меандрирует (постепенно меняет направление своего течения. — Forbes) — такое уже было. Проблема в том, что в условиях быстрых климатических изменений последствия труднопрогнозируемы».
Лето на севере
«На одной из самых известных моделей, связанных с климатом Европы, еще более пяти лет назад было доказано, что при сохраняющихся темпах потепления погода в Южной Европе станет похожей на Тунис буквально за два-три десятилетия. Италия, Испания, Франция могут превратиться в каменистые, пустынные ландшафты, — говорит Евгений Кузнецов. — Но когда ученые били об этом в набат, простые обыватели предпочитали делать вид, что ничего не происходит».
«С одной стороны, мы давно знали, что все это произойдет, эти прогнозы существуют в течение длительного времени», — сказала Washington Post Клаудия Тебальди из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории. И все же, по ее словам, «этот год оказался шокирующим», а «масштаб аномалий поразителен». Дэвид Армстронг Маккей, научный сотрудник Университета Эксетера, добавил, что все это происходит на фоне потепления, вызванного человеческими фактором: «То, что раньше было редким событием, становится все более распространенным, а то, что раньше казалось невозможным, теперь становится реальностью». Так, этим летом в Калифорнии была зарегистрирована температура 53°С, а в столице штата 31 день подряд температура составляла более 43°С.
Новое исследование показывает, что аномальная жара этого года была бы «практически невозможна» без антропогенного воздействия. По мнению авторов исследования, «если бы люди не нагревали планету, сжигая нефть, уголь и газ», такие вспышки жары были бы крайне редкими. А климатические изменения привели не только к тому, что они участились, но и сделали их более экстремальными.
Уже сейчас туристы менее активно посещают юг Европы из-за жары, а Чехия, Болгария, Ирландия и Дания набирают популярность как туристические направления благодаря более холодному климату. Колумнист Bloomberg историк Нилл Фергюсон пишет, что хотя лето всегда считалось лучшим временем для отпуска и отдыха, теперь из-за растущих температур концепция начинает меняться. «Обычные летние радости не приносят большого удовольствия при температуре выше 30°C. Принимать солнечные ванны становится опасно для жизни. И кто захочет ехать на неделю на Корфу, когда большая часть острова охвачена пожаром? В этом году лето в южной Европе больше похоже на «Оппенгеймера», чем на «Барби».
От дефицита туристов, которые любят пляжный отдых погорячее, уже второй год страдает локальный сезонный бизнес — владельцы отелей, домов и лодок в Южной Европе постепенно впадают в отчаяние, ведь их услуги становятся не нужны. Усложняет путешествия еще и то, что жара мешает авиаперевозкам. Горячий воздух менее плотный, чем холодный, из-за этого самолетам сложнее взлететь и остаться в воздухе. Именно поэтому во время экстремальной жары пассажиров снимают с рейсов, чтобы снизить вес судна, или вовсе задерживают вылет.
Кузнецов подчеркивает, что Россию не затронет экстремальная жара: по его мнению, страна находится в зоне роста благоприятности климата. «Климат как бы едет с юга на север, — объясняет он. — На несколько сот километров за десятилетие».
Ольга Коновалова, руководитель управления научных исследований и разработок Центра морских исследований МГУ имени М. В. Ломоносова, говорит, что опустынивание Греции связано преимущественно с пожарами, из-за которых деградируют экосистемы: «Борьба с опустыниванием — давно известный процесс. Эта проблема решается заменой растительных насаждений (например, сосен) на другие виды, которые горят гораздо хуже (дубы или тополя), а также мелиорацией, то есть искусственным орошением и устройством водной системы, которая может обезопасить территории от распространения пожаров. Все-таки Греция — не центральная часть Африки, Греция не испытывает энергетических трудностей и имеет значительные водные ресурсы».
Коновалова уточняет, что прогнозы повышения температур в мире, температур океана и тем более изменения русла Гольфстрима — это тема, которая преимущественно базируется на моделях, которые описывают возможное развитие ситуации в отдаленном будущем: «Сложно сказать, какая из этих моделей может оказаться реалистичной. Довольно много выходит научных статей, в которых показывается, что в течение 50 или 100 лет произойдет нечто, что очень сильно повлияет на человечество. Конечно, такие прогнозы всех страшно волнуют, но прогноз — это отдельно взятая модель, рассчитанная для заданных условий, и пока что даже прогноз погоды на месяц с хорошо описанной моделью сбывается всего в 78% случаев».
Эксперт говорит, что моделирование Гольфстрима на десятки лет вперед вполне может оказаться нереалистичным. В статье про АМОС (Atlantic Meridional Overturning Circulation) приводится наиболее вероятный временной промежуток его исчезновения — 2057-2095 год. Коновалова уверена, что к 2057 году и тем более к 2095-му никто уже не вспомнит, что существовал такой прогноз: «Но зато в заголовке акцент сделан на том, что он может исчезнуть уже в 2025 году. Это маловероятно, но это один из возможных сценариев, который ученые взяли и посчитали. А могли бы посчитать более спокойный сценарий, в котором все осталось бы на своих местах. Тогда эта статья не попала бы ни в СМИ, ни в журнал Nature».