В настоящее время мало кто сомневается в том, что люди меняют климат Земли. Насущный вопрос заключается в следующем: как быстро мы сможем остановить этот процесс и даже возместить ущерб?
Отчасти на него отвечает концепция «предстоящего потепления» (committed warming), известная еще как «нагревание трубы» (pipeline warming).
Это относится к будущему повышению глобальной температуры, которое произойдет из-за уже выброшенных в атмосферу парниковых газов. Иначе говоря, если бы переход на чистую энергию произошел в одночасье, насколько бы потеплело в любом случае?
Отсутствие баланса в энергетическом бюджете Земли
Человечество провоцирует глобальное потепление тем, что в результате его деятельности выделяются парниковые газы, которые удерживают тепло в нижних слоях атмосферы, не давая ему уйти в космос.
До того, как люди начали сжигать ископаемое топливо для электроснабжения заводов и обеспечения работы транспорта, а также выращивать практически во всех сельскохозяйственных регионах крупный рогатый скот, который выделяет метан, энергетический бюджет Земли был примерно сбалансирован. От Солнца к ней поступало в среднем столько же энергии, сколько от нее уходило в космос.
Сегодня растущие концентрации углекислого газа в атмосфере более чем на 50% выше, чем в начале индустриальной эпохи, и они удерживают всё больше тепла.
Эти выбросы углекислого и других парниковых газов, таких как метан, хотя и компенсируются отчасти некоторыми видами загрязняющих воздух аэрозолей, но удерживают тепловую энергию, эквивалентную той, что выделилась бы в секунду при взрыве сразу пяти атомных бомб, подобных сброшенной на Хиросиму.
Когда энергии поступает больше, чем уходит, Земля накапливает тепло, повышая температуру суши, океанов, воздуха и приводя к таянию льдов.
Нагревание трубы
Для того, чтобы проявились последствия вмешательства в энергетический баланс Земли, необходимо время. Подумайте о том, что происходит, когда вы полностью открываете кран с горячей водой в холодный зимний день: трубы заполнены холодной водой, поэтому теплой воде требуется время, чтобы дойти до вас – отсюда и термин «нагревание трубы». Потепление еще не ощущается, но оно уже на подходе.
Согласно ожиданиям, после прекращения выбросов климат Земли продолжит нагреваться по трем основным причинам.
Во-первых, ключевые факторы глобального потепления – углекислый газ и метан – задерживаются в атмосфере в течение длительного времени: в среднем около 10 лет для метана и колоссальные 400 лет для углекислого газа, а некоторые его молекулы остаются в воздухе тысячелетия. Таким образом, прекращение выбросов не приведет к мгновенному уменьшению количества этих газов, удерживающих тепло в атмосфере.
Во-вторых, потепление частично компенсируется другими формами антропогенных загрязнений – способными отражать солнечный свет сульфатными аэрозолями и крошечными частицами сажи, возникающими при сжигании ископаемого топлива. В течение последнего столетия это «глобальное затемнение» маскировало парниковый эффект. Но антропогенные аэрозоли вредят и биосфере, и здоровью человека. И если удалить их и короткоживущие парниковые газы из атмосферы, прежде чем будет достигнуто новое равновесие, потеплеет еще на несколько десятых градуса примерно в течение следующих десяти лет.
И наконец, чтобы приспособиться к любому изменению энергетического баланса, климату Земли требуется время. Около двух третей ее поверхности состоит из воды, имеющей иногда очень большую глубину и медленно поглощающей избыток углерода и тепла. На сегодняшний день более 91% антропогенного тепла и около четверти избыточного углерода ушло в океаны. В то время как обитатели суши могут быть благодарны за этот буфер, дополнительное тепло способствует повышению уровня моря за счет теплового расширения и появлению морских «волн жара», а дополнительный углерод делает океан более агрессивным для многих панцирных организмов, что способно нарушить пищевые цепи в нем.
Температура поверхности Земли, обусловленная дисбалансом излучаемой энергии в верхних слоях атмосферы и модулируемая огромной тепловой инерцией ее океанов, всё еще «догоняет» концентрацию углекислого газа – свой самый главный регулятор.
Насколько велико будет потепление?
Итак, насколько велико предстоящее потепление? Однозначного ответа нет.
Мир уже нагрелся более чем на 1,1 градуса Цельсия (2 F) по сравнению с доиндустриальным уровнем. Договоренность о попытке предотвратить его дальнейшее повышение более чем на 1,5 °C (2,7 F) была достигнута мировым сообществом в 2015 году, но государства реагируют медленно.
Определить величину предстоящего потепления сложно. Несколько недавних исследований использовали для его оценки моделирование климата. Изучение 18 моделей земной системы показало, что некоторые из них и после прекращения выбросов продолжают нагреваться от десятков до сотен лет, в то время как другие начали быстро охлаждаться. Еще одно исследование, опубликованное в июне 2022 года, установило: вероятность достичь повышения температуры более чем на 1,5 °C составляет 42%.
Уровень глобального потепления имеет значение, потому что его опасные последствия не просто возрастают пропорционально повышению температуры, они, как правило, увеличиваются экспоненциально. И особенно это важно для сельскохозяйственного производства, подверженного рискам из-за жары, засухи и ураганов.
Кроме того, Земля имеет свои точки невозврата, прохождение которых может вызвать необратимые изменения в таких уязвимых ее элементах, как ледники или экосистемы. Мы не обязательно узнаем сразу, что планета прошла их, поскольку зачастую эти изменения проявляются медленно. Но на этих и других чувствительных к климату системах базируется принцип превентивного ограничения потепления на 2 °C (3,6 F) либо на более предпочтительные 1,5 °C.
Суть климатической проблемы, заложенной в идее предстоящего потепления, заключается в том, что между изменениями в поведении человека и изменениями в климате есть большое запаздывание. Хотя точный объем ожидаемого потепления всё еще является предметом разногласий, уже доказано: самый безопасный путь вперед – это срочный переход к безуглеродной и более справедливой экономике, выбрасывающей гораздо меньше парниковых газов.