Загадка ZEC: ОСТАНОВИТСЯ ЛИ ПОТЕПЛЕНИЕ КЛИМАТА «ПОСЛЕ НУЛЯ»?

Всемирная метеорологическая организация предупреждает

Начиная с 2018 года Всемирная метеорологическая организация (ВМО) публикует ежегодные отчеты о состоянии парниковых газов в атмосфере по данным глобальных наблюдений. В отчете по итогам 2022 года, опубликованном на прошлой неделе, показаны усредненные по всему миру мольные доли углекислого газа (CO2), метана (CH4) и закиси азота (N2O) на поверхности Земли в сравнении данными предыдущего года и с доиндустриальными уровнями. Отчет также дает представление об изменении радиационного воздействия долгоживущих парниковых газов (LLGHG) и вкладе отдельных газов в это увеличение.

По оценкам ВМО, обилие удерживающих тепло парниковых газов в атмосфере в прошлом году снова достигло нового рекорда, и этой тенденции роста не видно конца. Глобальная средняя концентрация углекислого газа (CO2), самого важного парникового газа, в 2022 году впервые на целых 50% превысила уровень доиндустриальной эпохи.

При этом темпы роста концентрации CO2 были немного ниже, чем в предыдущем году и в среднем за десятилетие. Но по оценкам ВМО, это скорее всего связано с естественными краткосрочными изменениями в углеродном цикле и новые выбросы в результате промышленной деятельности будут продолжать расти до тех пор, пока выбросы не будут сокращены до нулевого уровня.

Остановить выбросы или остановить потепление?

Не для всех очевидно, что сокращение выбросов парниковых газов, или даже их полное прекращение со стороны предприятий, не приведет к быстрым изменениям климата и «оперативной» остановке процесса нагревания атмосферы планеты.

Ученые-климатологи с большой долей вероятности предполагают, что изменение глобальной средней температуры будет продолжаться и после полного прекращения выбросов CO2, и ключевой вопрос – это оценка масштаба угрозы.

ZEC (The Zero Emissions Commitment) – это величина изменения глобальной средней температуры, которая, как ожидается, будет происходить и после полного прекращения выбросов CO2. ZEC является важнейшим показателем для понимания последствий и обратимости изменения климата, имеет огромное значение для климатической политики, поскольку определяет оставшийся «углеродный бюджет» до достижения пороговых значений глобальной температуры.

Положительное значение ZEC означает дальнейшее потепление после нулевых выбросов, отрицательное - похолодание.

Переходя в практическую плоскость, вектор ZEC показывает, какую экономику – устойчивой к холоду или жаре – человечеству надо выстраивать. Но пока загадка ZEC не поддается однозначной трактовке.

Существенная неопределенность остается как в знаке, так и в величине ZEC – ожидаемого дополнительного изменения глобальной приземной температуры, как только мы достигнем чистых нулевых выбросов CO2.

Неопределенность ZEC приводит к тому, что оставшийся углеродный баланс остается ниже температурных пределов Парижского соглашения: положительный ZEC уменьшает оставшийся бюджет, отрицательный ZEC дает больше времени для достижения чистого нуля.

Zero «0» не панацея от потепления

Климатологи, которые занимаются моделированием поведения планетарных подсистем уверены: чтобы глобальная температура поверхности Земли после достижения нуля оставалась стабильной, поведение крупномасштабных планетарных подсистем должно уравновешивать друг друга и уравновешиваться в одинаковых временных масштабах.

Поэтому остановка выбросов парниковых газов не означает, что другие компоненты системы Земли стабилизируются одновременно. В недавней статье  «Обязательства по нулевым выбросам и стабилизация климата» (The Zero Emissions Commitment and Climate Stabilization), опубликованной в журнале  Frontiers In Science, ученые предупреждают, что многие компоненты системы будут продолжать приспосабливаться к возмущениям, вызванным деятельностью человека, включая глубокое потепление океана, повышение уровня моря и изменения в речных системах, питаемых ледниками.

В этой статье, получившей большой резонанс в научном мире, утверждается, что современные климатические модели не отражают адекватно весь спектр сложных и взаимозависимых процессов в системе Земли, которые определяют ZEC. Чистый нулевой показатель приближает нас к стабилизации глобальной температуры. Тем не менее, неопределенность, связанная с очень медленными процессами в системе Земли, остается довольно большой, что потенциально готовит будущие поколения к крупным потрясениям с неконтролируемыми социальными последствиями.

В статье подчеркивается, что риски, связанные с долгосрочными процессами обратной связи с климатом, являются существенными, особенно потому, что они не представлены должным образом в большинстве современных климатических моделей. Чтобы избежать многочисленных планетарных и социальных потрясений, необходимо ответственно оценить, что на самом деле поставлено на карту.

Дорожная карта для контроля углеродного бюджета

Исследования загадки ZEC учеными разных стран не прекращаются. Однако реализация этой исследовательской программы требует международного сотрудничества и, что критически важно, значительных вычислительных ресурсов. Для координации исследовательской деятельности авторами статьи «Обязательства по нулевым выбросам и стабилизация климата» – а это ученые из 21 научной организации – впервые предложена дорожная карта будущих исследований для лучшей оценки процессов, определяющих ZEC.

Семь исследовательских направлений, на которых климатологи предлагают сфокусироваться в первую очередь:

– Улучшение моделирования наземного цикла углерода на основе сравнения с данными полевых экспериментов, в том числе по влиянию CO2 и питательных веществ на продуктивность экосистем.

– Включение в модели ранее не учитываемых процессов, таких как динамика растительного покрова и пожары.

– Моделирование долгосрочной динамики тайги и тропических лесов при изменении климата.

– Количественная оценка влияния оттаивания вечной мерзлоты на выбросы парниковых газов.

– Исследование изменений океанической циркуляции и ее влияния на поглощение тепла и углерода океаном.

– Изучение физических механизмов, контролирующих обратные связи облачности и альбедо[1] при сокращении выбросов.

– Разработка комплексных моделей с интерактивным описанием всех компонентов системы Земля.

Из научной модели – на землю

Исследования планетарных систем и моделирование изменения средней глобальной температуры имеют большое научное значение. При этом совершенно очевидно, что в разных регионах планеты эти изменения будут проявляться по-разному. Больше того, уже есть научные подтверждения, что в ряде регионов планеты изменение климата не прекратится, даже если глобальная температура стабилизируется. Такие неопределенно продолжающиеся изменения климата станут проверкой устойчивости местной экосистемы и человеческого общества еще долгое время после завершения экономической декарбонизации. 

Прогнозируя дальнейшие существенные региональные изменения климата даже после достижения нуля, величину и знак этих изменений ученые характеризуют крайней степенью неопределенности. Поэтому их рекомендации звучат пока универсально: изменения климата после остановки выбросов парниковых газов следует учитывать при оценке безопасных пределов потепления и в планах адаптации.

Однако судя по тому, как сложно идет глобальный процесс экономической декарбонизации, в планах адаптации на местах надо предусматривать меры без расчета на ближайшую перспективу достижения Zero 0.