Планета Земля. Познакомьтесь с миром, который мы называем домом

Если бы на планете не было жизни и воды, при удвоении содержания углекислого газа в ее атмосфере средняя планетарная температура повысилась бы на 1,2 °C. На Земле дела обстоят не так просто, даже если не учитывать различные аэрозоли, которые усложняют дело.

Возьмем, к примеру, воду. Водяной пар также является мощным парниковым газом и скапливается в большом количестве в атмосфере при ее нагревании. Таким образом, если на планете есть вода, парниковый эффект усиливается за счет не только углекислого газа, но и водяного пара.

Это не единственный эффект положительной обратной связи. Потепление приводит к быстрому таянию снежного покрова и морского льда, которые способствуют отражению солнечного света в космическое пространство. Поверхность Земли поглощает больше тепла, а это еще больше усиливает потепление. С течением времени и с изменением климата начинает меняться растительность, что также влияет на поглощение тепла. Могут растаять обширные ледяные покровы, то есть отражательная способность планеты будет и далее уменьшаться. Если не случится никакой катастрофы типа извержения мегавулкана, планета неминуемо будет сильно нагреваться. Насколько в результате может повыситься ее температура?

Получить представление о том, каким образом сложные обратные связи способны повлиять на климат Земли, помогают компьютерные модели. Можно воспользоваться и другим методом, а именно изучить, как изменение содержания углекислого газа влияло на климат нашей планеты в прошлом. У обоих методов есть свои ограничения. В частности, мы не можем досконально знать, каким был климат в прошлом; с другой стороны, в настоящее время уровень углекислого газа растет рекордными темпами.

На основании компьютерных моделей и изучения климата в прошлом можно выработать критерий его чувствительности к изменениям тех или иных параметров. Чувствительность климата принято выражать в градусах Цельсия. Данные о климате недавнего прошлого показывают, что при удвоении содержания углекислого газа температура планеты должна повышаться примерно на 3 °C. Однако исследования далекого прошлого планеты указывают на чувствительность климата порядка 6 °C или даже больше. Одна из причин такого несоответствия заключается в том, что климатические модели учитывают только быстрые обратные связи, такие как изменение облачного покрова. В этих моделях не учитываются обратные связи, эффект которых проявляется через продолжительные промежутки времени – например, изменение глобального ледяного покрова.

Таким образом, модели могут дать нам неплохое представление о потеплении в течение ближайших десятилетий, но при этом эффекты, которые скажутся на более длительных временных масштабах, не будут до конца учтены. Есть основания полагать, что при сохранении темпов нашего промышленного производства глобальная температура на планете повысится на 5 °C к концу XXI века. При значительном сокращении выбросов парниковых газов можно добиться того, что потепление будет не больше 3 °C. Если судить по состоянию на 2017 год, реальная цифра находится где-то посередине.

Уровень моря сильно поднимется

Потепление неизбежно вызовет наступление морей и океанов на сушу. Интенсивное таяние льда или его сползание с суши в море тоже приведет к повышению уровня моря. Если бы, к примеру, растаял весь лед в Гренландии и Антарктиде, уровень морской воды поднялся бы более чем на 60 метров.

Сейчас мы находимся в переходном периоде между ледниковой эпохой и фазой потепления. Если сравнить наш современный климат с тем, который был в межледниковые периоды в последние полмиллиона лет, мы увидим, что температура тогда была ненамного выше, чем сейчас (в пределах 1 °C). При этом уровень моря был на 5 метров выше сегодняшнего. Около 3 миллионов лет назад, когда температура была всего на 1–2 °C выше, чем в прединдустриальную эпоху, уровень моря был как минимум на 25 метров выше, чем в настоящее время.

Рис. 10.1. Глобальное потепление приведет к наступлению моря на сушу и к таянию ледников. Люди, живущие в низколежащих прибрежных районах, столкнутся в ближайшие сто лет с серьезными испытаниями.

Таким образом, даже относительно небольшое повышение температуры может в итоге привести к огромному поднятию уровня моря. Встает чрезвычайно важный вопрос: через какой промежуток это может произойти? До недавнего времени считалось, что какое-либо значительное таяние больших ледяных щитов Гренландии и Антарктиды может начаться только через много веков. Но наблюдения показывают, что льды реагируют на потепление намного быстрее, чем мы ожидали. Компьютерные модели, рассчитанные с учетом изменений ледяного покрова, также предсказывают быструю убыль льда. В 2017 году было проведено исследование на основе этих выводов, из которого следует, что к 2100 году уровень моря может подняться на целых 3 метра.