Как изменится климат к концу XXI века?

Потепление в борьбе с потеплением

На данный момент 97% экспертов в сфере изменений климата согласны с тем, что наблюдаемые климатические изменения в существенной мере вызваны человеком. Путь к этому консенсусу (для полного единогласия не хватает 3%, однако количество отрицающих этот консенсус научных статей ничтожно мало) был долог.

К примеру, некоторые особо отличившиеся в выбросах парниковых газов развивающиеся страны обвиняли западных ученых в том, что их исследования имеют политический окрас. Будто полученные ими результаты сфабрикованы и специально направлены на то, чтобы вынудить руководство некоторых перспективных экономик к принятию решений, которые бы эти экономики в любом случае затормозило.

Однако недавно даже самый главный «загрязнитель» планеты и основной скептик в отношении экологической политики – Китай – неожиданно согласился с необходимостью начала серьезной  борьбы с климатическими изменениями и подписал соглашение по снижению выбросов парниковых газов к 2030 году. Очень вероятно, что за Китаем в этом историческом решении последуют и другие страны, руководство которых пока что несерьезно относится к этой проблеме.

Но почему, все-таки, вокруг глобального потепления столько шумихи, и чем оно нам на самом деле грозит?

Тайный заговор, который смог

Для начала следует кое-что прояснить. Существует два разных термина – «глобальное потепление» и «изменение климата». Первый, наиболее популяризированный в СМИ, представляет собой постепенное повышение средней температуры воздуха вблизи поверхности планеты на протяжении почти всей истории наблюдений.

Это лишь частный случай второго, куда более обширного понятия – «изменения климата». Оно включает не только потепление, но и целый спектр климатических явлений, вроде таяния ледников, роста среднего уровня мирового океана, уменьшения объемов ледяных щитов в Арктике и Антарктике и так далее.

Сейчас мы наблюдаем уже не только признаки потепления, но и масштабных изменений климата: ледяные щиты (Гренландия, Антарктика) постепенно тают, уровень воды в Мировом океане растет, сезоны цветения водорослей смещаются.

В то же самое время люди, зная, насколько сильно климатические перемены в прошлом планеты были связаны с уровнями CO² в атмосфере, продолжают сжигать огромные объемы углеводородов (нефть, уголь), пополняя атмосферу тем самым углекислым газом. Лишний CO² надолго скапливается в верхних слоях атмосферы, отдает часть тепла океанам, те нагреваются – и вот мы оказались на пороге глобальных климатических перемен.

Удобно было бы списать то, что происходит, на естественную динамику климата. Но в официальной науке этой точки зрения почти никто уже не придерживается. Во-первых, если бы в изменении климата было виновато Солнце или, скажем, колебания орбиты или оси вращения Земли, то потепление бы должно было наблюдаться в верхних слоях атмосферы – ведь солнечного излучения, достигающего Земли, должно было бы стать больше. Однако этого не наблюдается – стратосфера наоборот охлаждается.

Во-вторых, антропогенное воздействие, то есть человеческий фактор, можно выявить, если сравнить исторические уровни углекислого газа в атмосфере с тем, что мы наблюдаем сейчас. Поскольку наша планета постоянно переживает то ледниковые, то межледниковые периоды, геологам уже давно известно, какими были уровни CO² в «холодные» времена, а какими – в «теплые».

В частности, было установлено, что в последние ледниковые периоды этот показатель в среднем составлял примерно 180 частиц на миллион по объему, а в межледниковые (сейчас мы находимся именно в межледниковье) – 280 частиц. Однако современные замеры показывают, что это число уже достигло отметки в 385 частиц. Это означает, что за 200 лет бурного развития промышленности мы выделили в атмосферу столько углекислого газа, сколько природа выделяла за 20 тысяч лет!

Учитывая, как тесно связан этот показатель с изменениями климата, нет ничего удивительного в том, что мы живем в эпоху масштабных климатических перемен. Стоит добавить, что по естественной динамике климата сейчас наоборот должно холодать – это демонстрируют как данные по орбите Земли, так и данные по циклическим изменениям климата, согласно которым мы движемся к новому ледниковому периоду.

Другими словами, если глобальное потепление – это тайный заговор какой-нибудь «мировой закулисы», чтобы затормозить развитие некоторых стран, то его участники немножко перестарались.

Климатическое распутье

Итак, потепление климата оставляет все более явные следы. Прямо на наших глазах учащаются температурные аномалии (вспомнить хотя бы недавний снегопад на северо-востоке США), а некоторые населенные пункты погружаются под воду уже на 10 месяцев в году.

Неудивительно: согласно последнему докладу Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата (IPCC), которая занимается этой проблемой еще с 1988 года, за прошедшее столетие уровень мирового океана поднялся приблизительно на 19 сантиметров, а средняя температура на поверхности Земли примерно на 0,8 градусов Цельсия.

В 2007 году IPCC смоделировали (а впоследствии дополнили) четыре сценария того, как изменения климата будут развиваться вплоть до 2100 года. Построить один наиболее вероятный сценарий, конечно, было бы легче, но невозможно, так как требуется прогнозирование с учетом факторов, данные по которым появятся лишь в будущем.

Ключевым из них эксперты из IPCC выбрали предполагаемое количество выбросов в атмосферу углекислого газа. Другими словами, каждый из сценариев основан на определенной оценке того, насколько серьезно международное сообщество может отнестись к сокращению выбросов CO² и каких результатов ему получится на этом поприще достичь.

Рассмотрим два наиболее интересных варианта – условно пессимистичный (RCP8.5), где люди вообще перестали обращать внимание на проблемы климатических изменений, и противоположный ему – условно оптимистичный (RCP2.6), где людям удалось совладать со своим энергетическим аппетитом.

Все очень плохо

Пессимистичный сценарий, получивший название RCP8.5, предполагает ситуацию, в которой человечество даже к 2100 году так и не смогло избавиться от неэффективной энергетики на основе сжигания углеводородов, а от борьбы с глобальным потеплением отказалось. Количество людей на планете достигло 12 миллиардов, большинство развивающихся стран уже достигло относительного благополучия – и всем, конечно, хочется жить в нормальных условиях, иметь электричество в доме, личный транспорт и прочие блага.

Чтобы обеспечить энергией 12 миллиардов требовательных землян, потребуются беспрецедентные затраты. Технологический прогресс в этом сценарии сильно замедлился, поэтому прорыва в энергоэффективности ждать не приходится, как и полной замены на возобновляемые источники. Человечество вынуждено обратиться к «классике» – углю, темпы сжигания которого, согласно мрачным реалиям RCP8.5, вырастут к концу XXI века в 10 раз.

Поскольку о борьбе с потеплением в этом мире речи даже не идет, данный сценарий обладает наиболее тревожными прогнозами: уровень океана при подобной безалаберности властей к концу века должен повыситься на 52-98 сантиметров, а температура вблизи поверхности Земли в среднем примерно на 4 градуса.

Что это будет значить для нас? Для определения возможных последствий очень наглядным оказывается сайт geology.com, где в специальном приложении можно посмотреть, какие прибрежные районы и города погрузятся под воду при определенном повышении уровня воды в океанах.

Повышение на метр, как предсказывает сценарий RCP8.5, отзовется множеством катаклизмов.  Вода заполнит улицы Амстердама, Шанхая и даже Лондона (Темза выйдет из берегов, так как реки станут значительно шире). Про судьбу наиболее уязвимых в этом контексте островных государств лучше вообще не упоминать. Как и во всех остальных сценариях, людям неизбежно придется либо строить защитные стены вокруг городов, либо бросать их после наводнения.

Повышение же температуры воздуха на 4 градуса будет означать глобальную экологическую катастрофу.  Из-за столь существенных перемен на планете радикально снизится биоразнообразие –  по некоторым оценкам, четверть всех существующих ныне видов может погибнуть.

Тем временем человечество постигнет уже гуманитарная катастрофа – усилившиеся засухи, недостаток продовольствия и особенно питьевой воды приведет к появлению совершенно нового явления – климатических беженцев, которые будут вынуждены переселяться в более благоприятные для проживания регионы. Все это, безусловно, приведет к небывалому росту политической напряженности, а потенциально – к войнам.

Но даже это далеко не все. Повышение уровня воды на метр – это только начало запоздалой реакции глобальной климатической системы на те объемы парниковых газов, которые люди, согласно сценарию RCP8.5, выпустили в атмосферу.

В результате каких-либо непредвиденных обстоятельств, усугубляющих ситуацию (к примеру, освобождение огромных объемов парникового газа метана из-за таяния вечной мерзлоты в Сибири), вода к 2100 году может подняться на 1,5 метра, а через несколько веков – уже на 7 метров. В этом случае перемещать или бросать придется уже такие города, как Нью-Йорк и Мумбаи.

Все довольно неплохо

Оптимистический же сценарий, который называется RCP2.6, может показаться несколько идеалистичным. Однако моделирование показало, что «технически» это возможно. С этим согласны и эксперты из IPCC.

В RCP2.6 рассматривается мир, в котором абсолютно все государства осознали серьезность угрозы, которую таит в себе глобальное потепление. Сплотившись в выполнении общей задачи – не допустить повышения средней температуры у поверхности Земли больше 2 градусов по Цельсию – человечество активно развивает технологии в области энергетики и молниеносно распространяет их даже среди самых бедных стран.

Для достижения поставленной цели потребуется остановить рост выбросов парниковых газов уже к 2020 году, а в течение XXI века снизить этот показатель как минимум на 70%.

Чтобы снизить ущерб мировой экономике от столь радикальных мер, разрабатываться будут не только альтернативные виды энергетики вроде солнечных батарей и ветрогенераторов, но и методы повышения энергоэффективности, то есть минимизации последствий для окружающей среды и прочих издержек при максимальной отдаче. Это позволит получать то же (или большее) количество энергии от классических энергоносителей (углеводородов) при уменьшении как затрат, так и выбросов парниковых газов.

В этом контексте эксперты подчеркивают, что полностью отказываться от нефти и угля необязательно. Ключевую роль тут должно сыграть активное внедрение крайне перспективной в борьбе с потеплением технологии, которая называется BECCS (биоэнергетика с использованием технологии улавливания и хранения углерода). Основная привлекательность BECCS заключается в том, что она приводит к так называемым негативным выбросам CO², позволяя навсегда удалить из атмосферы Земли вырабатываемый на различных предприятиях углекислый газ.

По мнению многих исследователей, исключение BECCS из уравнения борьбы с потеплением климата сделает невозможным выполнение сценария RCP2.6, то есть ограничение повышения температуры к 2100 году до 2 градусов и ниже. Конечно, у всеобъемлющего внедрения этой технологии есть и свои подводные камни (требуется огромное количество биомассы), однако эти проблемы, считают ученые, можно решить.

Расплата за процветание

Таким образом, глобальная сплоченность всего международного сообщества и активное развитие технологий в области энергетики позволит избежать катастрофических последствий глобального потепления. Однако это вовсе не означает хэппи-энд. Жить так, как раньше, люди все равно не смогут, так как последствия промышленной революции будут продолжать сказываться на климате из-за инертности самой климатической системы.

Увы, даже при самом оптимистичном развитии событий, которое описывает сценарий RCP2.6, уровень океана к 2100 году может подняться минимум на 28 сантиметров (максимум – на 61), а температура вблизи земной поверхности может повыситься примерно на 1 градус Цельсия.

Это означает, что при любом развитии событий будет нанесен существенный ущерб биологическому разнообразию – возможно вымирание многих видов. Климат в засушливых районах станет еще более сухим, увеличится риск лесных пожаров. Это, в свою очередь, усугубит неизбежный дефицит питьевой воды, которую многие эксперты называют «золотом XXI века» (пресной воды перестанет хватать даже без потепления климата – просто потому, что население Земли слишком быстро растет).

Также значительно участятся наводнения. Вряд ли удастся избежать и затопления некоторых прибрежных поселений, в том числе крупных городов. Некоторые уязвимые, но развитые страны – к примеру, как Нидерланды и Дания – скорее всего успеют возвести защитные сооружения против наводнений, так как имеют не только финансовые возможности сделать это, но и соответствующий многолетний опыт.

Однако другим это сделать не удастся, по крайней мере самостоятельно и оперативно. К примеру, Бангладеш – одно из беднейших государств в мире – из-за своего географического положения является одной из самых уязвимых для глобального потепления стран. Даже незначительное повышение уровня воды в океане приведет к тому, что крупнейшие реки Бангладеша выйдут из берегов. Это угрожает затоплением 10-миллионой столице государства – Дакке.

Наиболее уязвимы в контексте глобального потепления маленькие островные государства. В данный момент уже разрабатывается первый в истории проект по перемещению административного центра острова на материк из-за глобального потепления – возможно, он станет примером для всех остальных. В перспективе страны вроде Кирибати и Мальдив могут навсегда исчезнуть с лица Земли.

Но и это еще не все: эксперты из IPCC в каждом докладе подчеркивают, что потепление после 2100 года, каким бы ни был исход борьбы с изменениями климата, не остановится. Специалисты сходятся во мнении, что уровень океана даже в случае выполнения требований RCP2.6 может повыситься к концу XXIII века на один метр.

Переиграть климат

Можно взглянуть на глобальное потепление с другой стороны и задаться вопросом: могут ли некоторые страны не только проиграть, но и выиграть в результате изменения климата?

Пока политики на международной арене занимаются «переигрыванием» друг друга, в перспективе у таких стран, как Россия и Канада, появляется шанс переиграть сам климат. Причем не делая для этого практически ничего.

Дело в том, что наиболее активно потепление проявляет себя в Северном полушарии, особенно в Арктике и Сибири. Климат там меняется стремительнее, чем в большинстве остальных регионов. Однако в условиях вечной мерзлоты и непригодных для проживания условий потепление становится для человека скорее благом, чем напастью.
.
Согласно исследованию международной группы ученых, в числе которых были исследователи из РАН, Южная Сибирь со временем превращается во все более привлекательный для ведения сельского хозяйства регион. Северную границу выращивания сельскохозяйственных культур вроде зерна, картошки и силосной кукурузы можно перемещать на 50-70 км каждые десять лет.

Области ближе к южным границам Сибири тем временем могут стать пригодными для выращивания подсолнуха, дыни, тыквы, ягод и обычной кукурузы. В сухом климате для этого потребуется ирригация, однако выгодное положение крупнейших сибирских рек – Оби, Енисея и Лены – позволит с легкостью решить эту проблему, считают ученые.

Также из-за потепления сбросит ледяные оковы Северный морской путь, что, безусловно, принесет большую пользу экономике страны.

Не стоит забывать и о том, что Россия относится к числу лидеров по запасам пресной воды, а в озере Байкал находится 1/5 всей питьевой воды в мире. Глобальное потепление увеличит доступ к водным ресурсам в России и Канаде, что не только обеспечит продовольственную безопасность этих стран в XXI веке, но и может стать весьма прибыльным источником экспортной торговли. А это, в свою очередь, позволит решить проблему усугубляющегося дефицита питьевой воды в других странах.

Есть, конечно, и обратная сторона. Более частыми станут наводнения – с этим фактором Россия уже столкнулась в 2013 году. Также может серьезно пострадать инфраструктура, рассчитанная на вечную мерзлоту. Взрывы метана, которые, вероятно, ускорят глобальное потепление и усеют завораживающими дырами Сибирь, тоже несут мало хорошего для близлежащих поселений.

В целом плюсов все же больше, климат в России будет становиться мягче. В этом контексте можно вспомнить древнюю теорию – географический детерминизм, согласно которой менталитет того или иного народа жестко определяется географическими (и прочими естественными) условиями, в которых он проживает. Если глобальное потепление не остановят, мы, вероятно, получим первую в истории полноценную проверку этой теории.