Растущая угроза резких и необратимых изменений климата должна привести к политическим и экономическим действиям в отношении выбросов.
Политики, экономисты и даже некоторые естествоиспытатели склонны предполагать, что переломные моменты в системе Земли - такие как потеря тропического леса Амазонки или ледяной покров Западной Антарктики - маловероятны и мало понятны. Тем не менее появляется все больше свидетельств того, что эти события могут быть более вероятными, чем предполагалось, иметь серьезные последствия и взаимосвязаны между различными биофизическими системами, что может привести к долговременным необратимым изменениям в мире.
Обобщены данные об угрозе превышения переломных моментов, выявлены пробелы в знаниях и предложены способы их устранения. Исследуются последствия таких масштабных изменений, как быстро они могут разворачиваться и можно ли их контролировать.
По мнению исследователей, рассмотрение переломных моментов помогает определить, что мы находимся в чрезвычайной климатической ситуации, и усиливает призывы к принятию срочных климатических мер в этом году - от школьников до ученых, городов и стран.
Ледяной крах
Ученые считают, что несколько критических точек криосферы находятся в опасной близости, но снижение выбросов парниковых газов может замедлить неизбежное накопление воздействий и помочь адаптироваться.
Исследования, проведенные в последнее десятилетие, показали, что залив Амундсена морем в Западной Антарктиде, возможно, прошел переломный момент: «линия заземления», где встречаются лед, океан и коренные породы, необратимо отступает. Модельное исследование показывает, что, когда этот сектор разрушится, он может дестабилизировать остальную часть ледяного покрова Западной Антарктики, как сваливающееся домино, что приведет к повышению уровня моря примерно на 3 метра в течение веков до тысячелетий. Палео-свидетельства показывают, что такое широко распространенное разрушение ледового щита Западной Антарктики неоднократно происходило в прошлом.
Гренландский ледяной щит тает с ускоряющейся скоростью. Он может добавить еще 7 м к уровню моря за тысячи лет, если он пройдет определенный порог. Кроме того, по мере того, как высота ледяного покрова снижается, он все больше тает, подвергая поверхность воздействию более теплого воздуха. Модели предполагают, что ледяной покров Гренландии может быть обречен на потепление 1,5 ° C, что может произойти уже в 2030 году.
Независимо от того, что показывают эти данные, необходимо принять меры для замедления повышения уровня моря. Это поможет адаптации, в том числе возможному переселению крупных низменных населенных пунктов.
Биосферные границы
Изменение климата и другие виды деятельности человека могут стать причиной переломных моментов в биосфере в различных экосистемах и масштабах.
Океанские волны тепла привели к массовому обесцвечиванию кораллов и потере половины мелководных кораллов на Большом барьерном рифе Австралии. По прогнозам, ошеломляющие 99% тропических кораллов будут потеряны, если глобальная средняя температура поднимется на 2 ° C вследствие взаимодействия между потеплением, подкислением океана и загрязнением. Это будет означать глубокую утрату морского биоразнообразия и средств к существованию людей.
Наряду с подрывом нашей системы жизнеобеспечения, переломные точки биосферы могут спровоцировать резкий выброс углерода обратно в атмосферу. Это может усилить изменение климата и сократить оставшиеся бюджеты выбросов.
С потеплением в Арктике, как минимум, в два раза быстрее, чем в среднем по миру, бореальные леса в Субарктике становятся все более уязвимыми. Уже потепление вызвало крупномасштабные беспорядки насекомых и увеличение пожаров, которые привели к гибели бореальных лесов Северной Америки, потенциально превращая некоторые регионы из поглотителя углерода в источник углерода. Вечная мерзлота в Арктике начинает необратимо оттаивать и выделять углекислый газ и метан - парниковый газ.
Исследователи должны улучшить свое понимание этих наблюдаемых изменений в основных экосистемах, а также того, где могут находиться будущие переломные моменты.
Глобальный каскад
По мнению ученых, наиболее очевидной чрезвычайной ситуацией было бы, если бы мы приближались к глобальному каскаду переломных моментов, который привел к новому, менее пригодному для жилья, «тепличному» климатическому состоянию. Взаимодействия могут происходить через океаническую и атмосферную циркуляцию или через обратную связь, которая увеличивает уровни парниковых газов и глобальную температуру. В качестве альтернативы, сильная обратная связь с облаком может привести к глобальной переломной точке.
Ученые утверждают, что каскадные эффекты могут быть распространены. Исследования прошлого года проанализировали 30 типов смены режимов, охватывающих физический климат и экологические системы, от разрушения ледяного покрова Западной Антарктики до перехода от тропического леса к саванне. Это указывало на то, что превышение переломных точек в одной системе может увеличить риск их пересечения в других. Такие ссылки были найдены для 45% возможных взаимодействий.
На их взгляд, примеры начинают наблюдаться. Например, потеря арктического морского льда усиливает региональное потепление, а арктическое потепление и таяние Гренландии способствуют притоку пресной воды в Северную Атлантику.
Палео-запись показывает глобальные изменения, такие как вступление в циклы ледникового периода 2,6 миллиона лет назад и их переключение по амплитуде и частоте около миллиона лет назад, которые модели могут только симулировать. Региональные чаевые происходили неоднократно в течение и в конце последнего ледникового периода, между 80 000 и 10 000 лет назад. Хотя это не имеет прямого отношения к нынешнему межледниковому периоду, это подчеркивает, что система Земли была нестабильной во многих временных масштабах ранее, при относительно слабом воздействии, вызванном изменениями на орбите Земли.
Атмосферный CO 2 уже находится на уровне, который в последний раз наблюдался около четырех миллионов лет назад, в эпоху плиоцена. Он стремительно приближается к уровням, которые в последний раз наблюдались около 50 миллионов лет назад - в эоцене - когда температуры были на 14° C выше, чем в доиндустриальные времена. Для климатических моделей сложно моделировать такие прошлые «тепличные» состояния Земли.
Некоторые ранние результаты последних климатических моделей, которые были включены в шестой оценочный доклад МГЭИК, который должен быть представлен в 2021 году, указывают на гораздо большую чувствительность климата, чем в предыдущих моделях. Ожидается еще много результатов, и требуется дальнейшее расследование, но нам эти предварительные результаты намекают на то, что возможен глобальный переломный момент.
Чтобы решить эти проблемы, ученым нужны модели, которые фиксируют более богатый набор связей и обратных связей в системе Земли, и нам нужно больше данных - настоящих и прошлых - и лучшие способы их использования. Улучшение способности моделей фиксировать известные прошлые резкие климатические изменения и «тепличные» климатические состояния должно повысить уверенность в их способности прогнозировать их.
Некоторые ученые возражают, что возможность глобального опрокидывания остается весьма спекулятивной. Наша позиция заключается в том, что, учитывая ее огромное влияние и необратимый характер, любая серьезная оценка риска должна учитывать доказательства, какими бы ограниченными они ни были. Ошибаться на стороне опасности не является ответственным вариантом.
Если могут произойти разрушительные каскады опрокидывания, и нельзя исключать глобальный переломный момент, то это представляет собой существенную угрозу для цивилизации. Никакой экономический анализ затрат и выгод нам не поможет. Нам нужно изменить наш подход к проблеме климата.
Действовать нужно уже сейчас
По мнению исследователей, данные только из переломных моментов указывают на то, что мы находимся в состоянии чрезвычайной ситуации на планете: и риск, и срочность ситуации являются острыми.
Они утверждают, что время вмешательства, оставшееся для предотвращения загрязнения, могло уже сузиться до нуля, тогда как время реакции для достижения чистых нулевых выбросов в лучшем случае составляет 30 лет. Скорость, с которой накапливается ущерб от загрязнения и, следовательно, связанный с этим риск - все еще может быть в некоторой степени под нашим контролем.
Стабильность и устойчивость нашей планеты в опасности. Международные действия, а не просто слова, должны это отражать.