Прогнозы Будущего Глобального Климата

Ученые со всего мира из Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) сообщают нам, что за последние 100 лет температура приземного воздуха в мире повысилась в среднем на 0,6° по Цельсию (1,1 ° F) из-за сжигания ископаемого топлива, которое выделяет углекислый газ и другие парниковые газы в атмосферу. Это может показаться не очень большим изменением, но даже один градус может повлиять на Землю во многих отношениях. Климатические модели предсказывают, что глобальная средняя температура Земли повысится еще на 4 ° C (7,2 ° F) в течение 21 века, если уровни парниковых газов продолжат расти. Но при быстрых действиях по сокращению выбросов парниковых газов модели прогнозируют, что средняя глобальная температура повысится только еще на 1 ° по Цельсию (1,8 ° F).

Согласно модельным прогнозам, если мы сократим выбросы парниковых газов, в течение этого столетия произойдет примерно определенное потепление (фиолетовая линия). Если мы не будем так сильно сокращать выбросы парниковых газов, Земля будет нагреваться намного больше (оранжевая линия). Область вокруг линий указывает диапазон результатов модели для этих двух сценариев.

Кредит: Л.С. Гардинер/UCAR с данными IPCC (2013)

Прогнозируемые последствия изменения климата

По прогнозам, изменение климата по-разному повлияет на регионы. Например, ожидается, что повышение температуры на суше будет больше, чем над океанами, и больше в высоких широтах, чем в тропиках и средних широтах. Более высокие температуры вызовут (и вызывают) изменения в других аспектах климата, таких как дождь, снег и облака. Они также вызывают изменения в океане, жизни, льду и всех других частях земной системы.

Изменение Осадков

Более высокая средняя глобальная температура приведет к «ускорению» круговорота воды из-за более высокой скорости испарения. Большее количество водяного пара в атмосфере приведет к большему количеству осадков. Среднемировое количество осадков увеличивается на 1-3% для каждой степени потепления, что означает, что мы смотрим в будущее с гораздо большим количеством осадков и снега и более высоким риском наводнений в некоторых регионах. К 2100 году количество осадков увеличится как минимум на 1% с возможным увеличением до 12%. Однако изменения в количестве осадков будут распределены неравномерно. Некоторые локации получат больше, а другие увидят меньше.

Таяние снега и льда

По мере потепления климата снег и лед тают. Прогнозируется, что таяние ледников, ледяных покровов и другого снега и льда на суше летом будет по-прежнему превышать количество осадков, выпадающих зимой, что означает уменьшение общего количества снега и льда на планете. За последние 100 лет горные ледники во всех регионах мира уменьшились в размерах, как и количество вечной мерзлоты в Арктике. Ледяной покров Гренландии тоже тает быстрее. Ожидается, что количество морского льда (замерзшей морской воды), плавающего в Северном Ледовитом океане и вокруг Антарктиды, уменьшится. Уже сейчас летняя толщина морского льда в Арктике составляет примерно половину того, что было в 1950 году.Арктический морской лед тает быстрее, чем антарктический морской лед. Таяние льда также может привести к изменениям в циркуляции океана. Хотя существует некоторая неопределенность в отношении количества таяния, лето в Северном Ледовитом океане, скорее всего, будет свободным ото льда к концу столетия.

Повышение Уровня Моря

Более теплый климат вызывает повышение уровня моря с помощью двух механизмов: (1) тающие ледники и ледяные щиты (лед на суше) добавляют воду в океаны, повышая уровень моря, и (2) океанская вода расширяется по мере нагревания, увеличивая свой объем и, таким образом, также повышая уровень моря. В течение 20-го века уровень моря поднялся примерно на 10-20 см (от 4 до 8 дюймов). Тепловое расширение и таяние льда способствовали примерно половине роста, хотя существует некоторая неопределенность в точной величине вклада каждого источника. Модели предсказывают, что к 2100 году уровень моря поднимется от 30 до 100 см (от 12 до 39 дюймов), угрожая прибрежным сообществам, водно-болотным угодьям и коралловым рифам. Точная величина повышения уровня моря зависит от того, насколько мы сможем уменьшить степень потепления климата.

Кислая Океанская вода

По прогнозам, океаны Земли будут выступать в качестве буфера против изменения климата, поглощая часть избыточного тепла и углекислого газа из атмосферы. Это хорошая новость в краткосрочной перспективе, но более проблематичная в долгосрочной перспективе. Двуокись углерода в сочетании с морской водой образует слабую углекислоту. Ученые полагают, что этот процесс снизил рН океанов примерно на 0,1 рН с доиндустриальных времен. Дальнейшее подкисление от 0,14 до 0,35 рН ожидается к 2100 году. Повышенная кислотность океана создает проблемы для коралловых рифов и других морских организмов.

Изменения в океанских течениях

Крупномасштабные океанские течения, называемые термохалинной циркуляцией, обусловленные различиями в солености и температуре, также могут быть нарушены по мере потепления климата. Изменения в характере осадков и приток пресной воды в океаны в результате таяния льда могут изменить соленость. Изменение солености, наряду с повышением температуры воды, может нарушить течение. В крайнем случае, термохалинная циркуляция может быть нарушена или даже остановлена в некоторых частях океана, что может оказать большое влияние на климат.

Изменение Суровой Погоды

Некоторые климатологи считают, что ураганы, тайфуны и другие тропические циклоны изменятся в результате глобального потепления. Теплые поверхностные воды океана обеспечивают энергию, которая приводит в движение эти огромные штормы. Ожидается, что более теплые океаны в будущем вызовут усиление таких штормов. Хотя в будущем, возможно, во всем мире не будет больше тропических циклонов, некоторые ученые полагают, что доля самых мощных и разрушительных штормов будет выше. Некоторые ученые полагают, что мы уже видим свидетельства увеличения числа самых мощных штормов. Другие менее убеждены.

Меняющиеся Облака

Облака — это своего рода дикая карта в глобальных климатических моделях. Более высокие глобальные температуры приводят к более высокой общей скорости испарения, что приводит к большему количеству водяного пара в атмосфере. и еще больше облаков. Различные типы облаков в разных местах по-разному влияют на климат. Некоторые затеняют Землю, охлаждая климат. Другие усиливают парниковый эффект своими водяными парами и каплями, улавливающими тепло. Ученые ожидают, что более теплый мир будет более облачным, но пока не уверены, как повышенная облачность вернется в климатическую систему. Моделирование влияния облаков на климатическую систему является областью активных научных исследований.

Риски для морской флоры и фауны

Экосистемы океана будут меняться по мере того, как температура поверхности моря будет продолжать повышаться. Животные, такие как рыбы, способны перемещаться в другие экосистемы с более прохладной водой в более высоких широтах. Но многие морские организмы, такие как водоросли и кораллы, которые не могут плавать в других местах, подвергаются высокому риску. Более теплые воды в мелководных океанах способствовали гибели примерно четверти коралловых рифов в мире за последние несколько десятилетий. Многие из коралловых животных погибли после того, как были ослаблены отбеливанием, процессом, связанным с теплой водой.

Риски для жизни на суше

Изменения температуры, осадков и сезонных сроков изменят географические ареалы многих видов растений и животных. Поскольку виды могут выжить только в том случае, если они находятся в среде обитания, соответствующей их потребностям, многим видам грозит вымирание, если географический ареал, в котором они могут выжить, сократится. Если потепление сохранится на уровне 2°C, то, по прогнозам, 18% насекомых, 16% растений и 8% позвоночных животных потеряют более половины своего географического ареала. Однако, если мы сможем сохранить потепление до 1,5 °C, потеря среды обитания для насекомых, растений и позвоночных животных уменьшится примерно вдвое. С другой стороны, ареал некоторых видов, таких как комары, которые переносят различные виды заболеваний, может увеличиться из-за потепления климата. Также прогнозируется, что повышение температуры поверхности приведет к увеличению частоты тепловых волн и засух, что может повлиять на производство сельскохозяйственных культур, увеличить риск лесных пожаров и даже повлиять на здоровье человека.

Изменение климата приводит к изменению многих других аспектов Земли, включая примеры, отмеченные на этом рисунке. Используя модели, ученые могут спрогнозировать, как эти аспекты Земли, вероятно, изменятся в будущем по мере дальнейшего потепления климата.

Кредит: NOAA NCDC

Также возможны резкие изменения по мере потепления климата

Некоторые изменения климата происходят постепенно и предсказуемо, в то время как другие более внезапны и их трудно предвидеть. Последнее часто называют «переломными моментами». Переломный момент — это крупное, резкое изменение, которое невозможно остановить в последнюю минуту, даже применяя радикальные меры. Возможные переломные моменты включают:

Разрушение крупных ледяных щитов в Гренландии и Антарктиде

Таяние этих ледяных покровов — непрерывный процесс. Тем не менее, есть признаки того, что умеренное таяние может ускориться и привести к безудержной ситуации, которая приведет к относительно внезапной потере большого количества льда. Такой обвал может привести к резким изменениям уровня моря, а также повлиять на циркуляцию океана.

Нарушение термохалинной циркуляции

Если бы циркуляция океана резко изменилась или даже полностью прекратилась, передача тепла в климатической системе сильно изменилась бы.

Внезапный выброс метана

Если бы мощный парниковый газ метан быстро высвобождался из его запасов в арктической вечной мерзлоте и особых льдах под морским дном (называемых гидратами метана или клатратами), скорость потепления увеличилась бы. Выбросы метана породили бы петлю обратной связи, связанную с усилением парникового потепления за счет метана, что привело бы к дальнейшим выбросам метана. Некоторые ученые подозревают, что внезапное увеличение содержания метана, возможно, сыграло определенную роль в крупных событиях вымирания в прошлом.

Поглощение углерода океаном

Сегодня океан поглощает CO2 в противном случае это осталось бы в атмосфере. В какой-то момент морская вода станет насыщенной CO2 и не в состоянии больше ничего усвоить. В этот момент антропогенные выбросы CO2 все это приземлилось бы в атмосфере, увеличивая скорость парникового потепления. Подкисление океанов также может нарушить морскую флору и фауну, вызывая гибель фотосинтезирующего планктона, не позволяя ему удалять CO2 с воздуха. Раковины многих видов морских организмов могут начать растворяться в присутствии кислых океанов, высвобождая углерод, хранящийся в раковинах, обратно в окружающую среду.

Считается, что ни один из этих переломных моментов не произойдет с большой вероятностью в течение следующих нескольких десятилетий. Тем не менее, последствия любого из них настолько серьезны, и тот факт, что мы не можем отступить от них, как только они были приведены в действие, настолько проблематичен, что мы должны учитывать их при оценке общих рисков, связанных с изменением климата.

https://scied.ucar.edu/learning-zone/climate-change-impacts/predictions-future-global-climate

Ссылка на основную публикацию