В статье рассмотрим уровни концентрации углекислого газа в атмосфере в прошлом, в настоящее время, прогнозы на будущее, влияние на климат планеты и вызовы, с которыми неизбежно столкнется человечество.
В январе 2025 года уровень концентрации углекислого газа в атмосфере превысил 425 ppm (частей на миллион), что на 0,62% больше, чем годом ранее.
Относительно доиндустриальной эпохи концентрация выросла примерно в полтора раза, основной рост пришелся на последние десятилетия, рост ускоряется с каждым годом.
При этом рост температуры воздуха синхронно связан с увеличением углекислого газа в атмосфере. Средняя глобальная температура в 2024 году увеличилась на 1,57 градуса Цельсия относительно 1880 года.
При этом солнечная активность за данный интервал времени не оказывала существенного влияния на рост температуры воздуха, наблюдались лишь периодические изменения активности. Самым теплым годом за всю историю наблюдений стал 2024, в нем солнечная активность не была максимальной.
При исследовании пузырьков воздуха, находящихся во льдах Гренландии и Антарктиды, ученым удалось заглянуть на 800 000 лет назад и достоверно определить концентрацию углекислого газа в воздухе на этом отрезке времени.
Результаты достаточно тревожные, на графике виден резкий всплеск за короткий отрезок времени с максимальным уровнем за все время пока планета покрыта ледовыми панцирями.
Заглянуть еще глубже в историю возможно при изучении баланса геохимических процессов, органического материала в осадочных породах, морских отложений, недр Земли. Косвенные методы менее точные чем изучение ледяных кернов, однако с их помощью удалось определить очень высокие уровни концентрации углекислого газа в далеком прошлом. По оценкам ученых 600 млн лет назад в воздухе могло быть до 6000 ppm углекислого газа. Сравнивать с настоящим временем не совсем корректно, так как тогда светимость Солнца была существенно ниже чем сегодня, парниковый эффект при условии равных концентраций был бы в то время слабее чем сегодня.
В наши дни значение солнечной постоянной равно 1368 Вт/м2, что без учета парниковых газов соответствует средней температуре поверхности минус 20 градусов Цельсия. Парниковые газы разогревают поверхность Земли на 34 градуса до плюс 14. Несмотря на крайне малую концентрацию в атмосфере углекислый газ разогревает планету на 8 градусов, он поглощает и переизлучает инфракрасное излучение на некоторых длинах волн. Наибольший вклад в парниковый эффект вносит водяной пар. При этом существуют сложные стабилизирующие механизмы климата. При увеличении углекислого газа в атмосфере повышается температура воздуха, испаряемость, влажность воздуха, меняется атмосферное давление, но углекислый газ растворяется в водах океана, а облака могут также влиять на климат закрывая Солнце. Но при слишком резких и быстрых изменениях естественные регулировки климата не успевают за изменениями, что может привести к катастрофическим последствиям.
Главным фактором увеличения углекислого газа в атмосфере является деятельность человека, согласно исследованиям вулканическая активность оказывает минимальный эффект. В обозримом будущем в мире будет увеличиваться потребление ископаемых ресурсов, в том числе нефти, газа, угля. Возобновляемые источники энергии не смогут заменить ископаемое топливо несмотря на активное развитие. Эффективно использовать ветровую и солнечную энергию возможно лишь в местности с относительно невысокой плотностью населения, на дальние расстояния высоки потери при передаче.
В частности нецелесообразно строить ветряки в первом и втором ветровых районах, которые занимают более половины площади государства, где проживает бОльшая часть населения.
Рост потребления нефти в мире выглядит следующим образом:
Согласно обновленному прогнозу ОПЕК мировое потребление нефти продолжит рост как минимум до 2050 года с текущих 102 млн баррелей в сутки до 120 млн, что поддержит рост концентрации углекислого газа еще как минимум на 25 лет, нет предпосылок для снижения добычи и после 2050 года несмотря на возможный рост себестоимости по мере исчерпания запасов старых месторождений.
Изменения климата не заставят себя ждать. Каждое следующее десятилетие теплее предыдущего со все более заметными изменениями климата. Раньше никто не мог представить, что в Москве в декабре и январе будут идти дожди, что сильнейшие пожары накроют Калифорнию, что полярные сияния можно наблюдать в средних широтах. Точка невозврата пройдена, так как человечество не сможет отказаться от энергоресурсов, даже перед лицом катастрофы. За короткий по историческим меркам срок весь запасаемый сотнями миллионов лет углекислый газ может обратно поступить в атмосферу, что запустит цепочку событий, которая станет самым трудным вызовом за всю историю человечества.
На Земле растают все ледники Гренландии, Антарктиды, а также часть высокогорных ледяных шапок, что вызовет существенное повышение уровня мирового океана. Лед хорошо отражает солнечный свет, его таяние при прочих равных условиях будет способствовать дальнейшему усилению парникового эффекта.
Многие прибрежные города, в том числе миллионники, уйдут под воду. Миллиарды людей будут вынуждены искать себе новый дом в мире, где их никто не будет ждать или пытаться помочь. Вместе с прибрежной зоной пострадает морская логистика с физическим погружением портов и инфраструктуры под воду, что вызовет транспортный коллапс по всему миру. Будут нарушены цепочки производств и поставок, резко сокращены площади сельхозугодий. В мире будут свирепствовать пожары, ураганы и стихийные бедствия невиданной никогда прежде силы. В этом хаосе человечество будет вынуждено сражаться за ресурсы и строить новый мир в изменившихся реалиях.