Горячая Земля: что такое глобальное потепление и к чему оно может привести планету
В августовском номере журнала Science в 1975 году вышла статья американского климатолога Уоллеса Брокера, в которой впервые был упомянут термин «глобальное потепление». Брокер подразумевал под ним возможные последствия воздействия человека на климат. В следующем году термину исполнится 50 лет.
Однако довольно быстро термин утратил свое определяющее значение. Ученые выяснили, что потепление — не самый опасный для человека результат трансформации людьми окружающей среды. Гораздо разрушительнее действуют на человека и его привычную среду обитания участившиеся погодные аномалии: смерчи, засухи, «волны жары». Чтобы не усыплять бдительность общественности всего лишь глобальным потеплением, исследователи и экологи стали использовать термин «изменение климата». Это словосочетание в полной мере отражает совокупность последствий антропогенной деятельности для планеты.
Причины изменений
За точку отсчета в изменении климата, в том числе температуры, взято начало XIX века, столетие накануне индустриальной революции. В конце позапрошлого века человечество наконец-то додумалось, как получить огромное количество энергии. Неисчерпаемый, как тогда казалось, источник благоденствия был найден в электростанциях, работающих на угле. Пионером коммерческих угольных ТЭЦ стал изобретатель лампочки, предприимчивый бизнесмен Томас Эдисон. Первая станция заработала в Нью-Йорке в 1882 году.
Помимо угольных станций, сильное влияние на изменение температуры планеты оказала популярность автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. В основе топлива для них еще один вид ископаемого — нефть. Родоначальник моды на бензиновые моторы Карл Бенц запустил серийное производство машин с ДВС В 1886 году.
В конце концов человечество научилось использовать себе во благо уголь, нефть, а потом и газ, однако не обошлось без негативных последствий. Сжигание ископаемого топлива приводило к дополнительным выбросам CO2 в атмосферу, что стало менять климат — разрушать среду обитания людей.
И дело не только в ТЭЦ и автомобилях. Люди миллионами гектаров вырубали леса и тем самым увеличивали содержание опасных для климата веществ в воздухе — не было растений, чтобы их поглощать. Кроме того, от добычи и транспортировки природного газа и угля, животноводства, отходов и рисовых полей в воздух попадал метан.
В итоге антропогенный углекислый газ и метан существенно усилили парниковый эффект. Изначально этот природный механизм не представляет опасности для человека, наоборот, благодаря ему на Земле возможно существования людей. Солнечная радиация проходит сквозь атмосферу: часть ее отражается, а другая — нагревает поверхность планеты. Земля отправляет «наверх» инфракрасное излучение. Оно в немалой степени и поглощается водяным паром, CO2, метаном и некоторыми другими газами, которые называют парниковыми. Однако, когда человечество стало выбрасывать миллиарды тонн «лишних» парниковых газов, соотношение «поглощение — уход» солнечной энергии изменилось: планета стала удерживать избыточную энергию. Почти вся она уходит в океан, но немного остается и в атмосфере — температура воздуха растет. Но увеличение температуры стало лишь одним из последствий изменения баланса энергии. Трансформация спровоцировала стремительное изменение климата в целом.
Несмотря на все еще присутствующий в России скептицизм в отношении причин изменения климата, в том числе глобального потепления (многие считают это естественным процессом), ученые, занимающиеся физикой атмосферы и океана, уверены в том, что антропогенная эмиссия парниковых газов — главный фактор изменения климата в XXI веке.
Как менялась температура
В первые 100 лет индустриальной эпохи средняя температура Земли прибавляла 0,07 градуса каждые 10 лет. После 1980 года темп вырос: поверхность планеты теплела более чем на 0,2 градуса за десятилетие.
Кроме того, в последние 20 лет ученые регулярно фиксировали рекордно теплые годы, в том числе 2023 год стал самым жарким за историю наблюдений. В прошлом году с января по конец ноября в половине времени наблюдался показатель температуры, который был на 1,5 градуса выше средних значений второй половины XIX века, а в сентябре превышение дважды составляло 2 градуса.
Однако следует принять во внимание, что речь идет о средней температуре поверхности планеты. Между тем в одних регионах может быть экстремально холодно, в других — жарко. Фактически ученые считают «среднюю температуру по больнице», но при всей кажущейся бессмысленности этого показателя он указывает на тренд — Земля нагревается. Для расчета климатологи используют первичные данные из разных точек мира. Далее они сравнивают данные измерений со средними показателями, характерными для этого уголка планеты. Затем информация аккумулируется согласно принятой методике, и получается обобщенное значение — средняя температура поверхности Земли.
Что меняется в климате кроме температуры
Экстремальные погодные явления будут становиться все чаще, сильнее и интенсивнее во многих частях планеты. При повышении температуры меняется режим выпадения осадков: дожди превращаются в ливни, а снегопад в снежный шторм. Чаще случаются наводнения и ураганные ветры.
В мае 2024 года мощный ураган обрушился на американский Хьюстон. Стихия стала причиной гибели четырех человек. В традиционно засушливых ОАЭ в апреле 2024 года случился ливень, который парализовал город на несколько дней.
Из-за того что климат в засушливых регионах становится более сухим и усиливается дефицит воды. С 2000 года продолжительность засух в среднем в мире выросла на 29%. От этого процесса больше всего страдает население Африки.
Средний уровень мирового океана повысился за почти два столетия с 1900 года на 21 см, а только за 20 лет с 1993 года рост составил 10,1 см. При этом уровень воды продолжает ежегодно расти на 3,2 мм. По подсчетам NASA, темп подъема океана — рекордный за последние 2500 лет. Почему повышение уровня океана так важно? Дело в том, что подъем уровня океана приводит к затоплению прибрежных территорий. По подсчетам ученых, около 70 млн человек, живущих на берегах морей и океанов, пострадают от роста уровня воды. Но это еще не все. Наводнения разрушают прибрежную инфраструктуру и лишают людей работы. Косвенно подъем океанских вод влияет на сотни миллионов жителей планеты.
К концу века Земля может потерять до половины горных ледников без учета ледяных щитов Антарктиды и Гренландии. Таяние льда зависит от скорости потепления: чем быстрее растет температура поверхности планеты, тем скорее исчезнет лед. Если потеплеет еще на 1,5 градуса к концу века, то масса ледников снизится на четверть относительно 2015 года. А рост температуры на четыре градуса приведет к более 40% массы. Между тем почти 2 млрд людей получают питьевую воду благодаря ледникам: зимой снежные шапки намерзают, а летом оттаивают, наполняя горные реки водой.
Так, ледниками высокогорного региона Гиндукуш — Гималаи, который называют «третьим полюсом планеты», питают водой речные системы Инда и Ганга. А в Венесуэле в 2024 году растаял последний ледник, и страна стала первым государством в мире, где с гор исчезли ледовые щиты.
Стремительно тают льды в Арктике. Рекорд был поставлен в 2012 году: летом морского льда было почти на 40% меньше, чем средняя величина за предыдущие десятилетия. Сильное сокращение ледяного покрова в Арктике продолжилось и в 2020-е годы, хотя это лишь в среднем, годы с большим количеством льда чередуются с годами минимального его образования.
А к 2050 году Арктика, скорее всего, будет полностью освобождаться ото льда к концу арктического лета — сентябрю. Кроме того, температура в регионе растет в несколько раз быстрее, чем в среднем по миру. Помимо уменьшения количества льда, в Арктике идет все более глубокое летнее протаивание «вечной» мерзлоты — мерзлых грунтов. Это разрушает построенную на них инфраструктуру: дороги, дома, предприятия. Кроме того, оттаивают места захоронения домашних животных. В 2016 году на Ямале растаяли могильники скота, зараженного сибирской язвой. Таяние многолетней мерзлоты сопровождается растущей эмиссией в атмосферу метана и СО2, что тоже усиливает изменение климата.
Участились периоды сильной жары, когда и в без того высокие среднесуточные температуры становятся выше еще на пять градусов. Ученые в статье, опубликованной в Science Advanced, проанализировали данные о «волнах жары» с 1979 года по 2020 год и отметили изменения в их характере. Экстремальное тепло стало медленнее распространяться, зато на большую площадь и сохраняться дольше. Длительный период высоких температур плохо отражается на здоровье человека, а может привести к летальному исходу. Например, с небывалой волной жары в Москве и области в 2010 году связано 44 000 дополнительных смертей.
«Учащающиеся «волны жары» сильно сказываются на людях с сердечно-сосудистыми заболеваниями, пожилых. Четких статистик здесь нет, да и посчитать их очень трудно. В российском Национальном плане мероприятий по адаптации к изменениям климата первым пунктом стоит именно здоровье. Институт глобального климата и экологии, и не только он, относит мегаполисы к зонам риска в условиях изменения климата. Мегаполисы сюда относятся именно с точки зрения здоровья. Тут люди гораздо более уязвимы к «волнам жары», поскольку в мегаполисах температура во время них может быть на 5–10 градусов выше, чем несколько километров от центра города», — уточнил Forbes Кокорин, эксперт фонда «Природа и люди».
Повышение температуры на планете привело к увеличению пожарной опасности лесов — ситуаций с длительной жаркой и сухой погодой. Пожары чаще возникают и быстрее распространяются. В 2017 году зарегистрирован первый тундровый пожар в Гренландии в 50 км от ледяного щита. По оценкам ученых, из-за антропогенных изменений климата площадь выгоревших лесов за последние десятилетия уже удвоилась. В России лесные пожары стали уже не только летним явлением. По данным Рослесхоза (ведомство отвечает за тушение природных пожаров), под влиянием изменения климата лесные пожары в стране захватывают все более северные территории.
Как решить проблему изменения климата
Основной способ борьбы с климатическим кризисом — снижение эмиссии парниковых газов. Это позволит удержать рост температуры в относительно безопасных пределах, в идеале лишь до уровня на 1,5–2 градуса выше уровня XIX века, что сделает изменение среды обитания людей не столь сильным.
Однако для выполнения этой задачи необходимо к 2050 году снизить на 50% глобальные выбросы по отношению к уровню 1990 года, а к 2100 году — сократить до нуля. Самый очевидный для этого путь — резкий отказ от генерации энергии с использованием ископаемых видов топлива.
Впрочем, страны выбрали менее сильную цель — в конце 2021 года все крупные государства дали обещания и поставили национальные цели достижения углеродной нейтральности. Снизить выбросы и нарастить поглощение парниковых газов в том числе за счет природных систем, чтобы достичь нулевого баланса углекислого газа (углеродной нейтральности), метана и других газов. Достичь углеродной нейтральности Россия собирается к 2060 году, как и Китай, Бразилия и ЮАР, Индия — к 2070 году, Европа и США обещали к 2050 году. Тогда глобальное потепление и соответствующий ему рост числа в силу опасных метеорологических явлений остановится на уровне около 2,5 градуса, то есть за 40_50 лет к имеющимся почти 1,5 человечество добавит еще один градус. Это не простая, но выполнимая задача, полагают ученые.
В мире есть альтернативные источники энергии, такие как солнце, ветер, приливная, гидро- и геотермальная энергия, есть и атомная энергетика. Но человечество не только не сокращает выбросы, а, наоборот, наращивает. В 2023 году антропогенная эмиссия СО2 парниковых газов достигла очередного рекорда — 40 млрд т., а с учетом метана и других газов — почти 60 млрд т СО2-эквивалента
До $1,7 трлн выросли в 2023 году вложения в возобновляемую энергетику, впервые обогнав инвестиции в добычу нефти, но процесс все еще идет недостаточно быстро.
Между тем 12 декабря 2015 года на Всемирной конференции ООН по климату в Париже страны одобрили глобальное соглашение. Для 195 государств-участниц оно стало ключевым международным документом, который регламентирует сотрудничество стран в области сохранения климата. Россия также является стороной соглашения.
Помимо сокращения выбросов парниковых газов, человечеству необходимо адаптироваться к переменам в климате: внедрять новые технологии и менять инфраструктурные решения.
В России, например, сильные ливни заставят менять системы водоотведения — они не выдержат нагрузки, надо готовиться к более частым ураганам и штормам — пересчитывать прочность конструкций. Кроме того, следует трансформировать систему борьбы с лесными пожарами — засухи повышают пожарную опасность, поясняет Алексей Кокорин.