Сжигание человеком ископаемого топлива привело к охлаждению планеты и одновременному ее потеплению, что создает проблемы на будущее.
Широко признано, что люди уже более столетия нагревают планету, сжигая уголь, нефть и газ. Земля уже нагрелась почти на 1,2 градуса по Цельсию (2,2 градуса по Фаренгейту) с доиндустриальных времен, и планета готова преодолеть ожидаемый предел в 1,5 градуса по Цельсию.
Но меньше людей знают, что сжигание ископаемого топлива вызывает не только глобальное потепление, но и глобальное похолодание. Одна из величайших ироний изменения климата состоит в том, что загрязнение воздуха, унесшее жизни десятков миллионов людей, одновременно сдерживает некоторые из худших последствий потепления планеты.
Крошечные частицы от сгорания угля, нефти и газа могут отражать солнечный свет и стимулировать образование облаков, затеняющих планету от солнечных лучей. С 1980-х годов эти частицы компенсировали от 40 до 80 процентов потепления, вызванного парниковыми газами.
И теперь, когда общество очищает загрязнение, этот охлаждающий эффект ослабевает. Новые правила сократили количество аэрозолей серы в мировом судоходстве через океаны; Китай, борющийся со своей собственной проблемой загрязнения воздуха, за последнее десятилетие резко сократил выбросы серы.
В результате температура становится еще выше, но насколько именно, все еще обсуждается. Ответ окажет долгосрочное воздействие на способность человечества достичь своих климатических целей.
«Мы начинаем с области глубокой неопределенности», — сказал Зик Хаусфатер, ученый-климатолог и руководитель исследований платежной компании Stripe. «Это может быть полная степень охлаждения, замаскированная».
Большая часть охлаждения от загрязнения воздуха происходит за счет аэрозолей серы двумя способами. Сами частицы обладают отражающей способностью, отражая солнечные лучи и затеняя Землю. Они также делают существующие облака ярче и зеркальнее, тем самым охлаждая Землю.
Уголь и нефть содержат от 1 до 2 процентов серы, и когда люди сжигают ископаемое топливо, эта сера выбрасывается в атмосферу. Это смертельно: диоксид серы связан с респираторными проблемами и другими хроническими заболеваниями, а загрязнение воздуха является причиной примерно 1 из 10 смертей во всем мире.
За последние несколько десятилетий страны работали над поэтапным отказом от этих загрязнителей, начиная с США и Европейского Союза, а затем Китая и Индии. С 2005 года Китай сократил выбросы диоксида серы более чем на 70 процентов за счет установки новых технологий и скрубберов на заводах, работающих на ископаемом топливе. Совсем недавно Международная морская организация в 2020 году ввела ограничения на количество серы, разрешенной в транспортном топливе — одном из самых грязных видов топлива, используемых на транспорте. Выбросы диоксида серы при транспортировке сразу же сократились примерно на 80 процентов. Страны Средиземноморья планируют ввести аналогичное регулирование судоходства на 2025 год.
«За последние 10 лет произошел довольно резкий спад», — сказал Дункан Уотсон-Пэррис, доцент Института океанографии Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего.
Эти шаги спасли жизни — по оценкам, в Китае уже удалось избежать около 200 000 преждевременных смертей, а новые правила судоходства могут спасти около 50 000 жизней в год. Но они также привели к повышению глобальной температуры. По оценкам ученых, изменения в аэрозолях только из-за нового правила судоходства могут способствовать потеплению на 0,05–0,2 градуса Цельсия в течение следующих нескольких десятилетий.
Некоторые исследователи предполагают, что изменения в правилах морского судоходства, возможно, внесли большой вклад в рекордную жару в прошлом году — и что аэрозоли, возможно, маскировали гораздо больше тепла, чем считалось ранее. Спутниковые снимки показали, что изменение облаков уменьшилось после того, как выбросы серы снизились.
«Данные со спутников НАСА показывают, что в регионах, где этого следует ожидать, наблюдается очень сильное увеличение поглощенной солнечной радиации», — сказал Леон Симонс, независимый исследователь и член Римского клуба Нидерландов, указывая на районы судоходства. Затронуты новые правила. «А также в этот период вы видите повышение температуры поверхности моря в том же регионе».
В одной новой статье ученые из Университета Мэриленда утверждают, что уменьшение количества аэрозолей может удвоить темпы потепления в 2020-х годах по сравнению с темпами, наблюдавшимися с 1980 года. Но другие исследователи раскритиковали их результаты.
Многие эксперты полагают, что эффект, скорее всего, будет скромным — от 0,05 до 0,1 градуса Цельсия. «Я не думаю, что можно добиться большего, чем в два раза, с точки зрения нашей неуверенности», — сказал Майкл Даймонд, профессор метеорологии и наук об окружающей среде в Университете штата Флорида.
Некоторые ученые рассматривают регулирование судоходства как аналог способа, который исследователи изучают, чтобы остановить глобальное потепление: целенаправленное осветление облаков с использованием менее загрязняющих методов. В Аламеде, штат Калифорния, исследователи недавно выпустили в атмосферу аэрозоли морской соли в качестве первого шага к изучению того, как частицы могут осветлять облака и отражать солнечный свет. Позже городские власти остановили проект, несмотря на сообщения о том, что эксперимент безопасен.
Но настоящая проблема еще впереди. В настоящее время, по оценкам Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата, аэрозоли маскируют глобальное потепление примерно на 0,5 градуса Цельсия. Но это значение может составлять как 1 градус, так и 0,2 градуса — и разница может быть разницей между достижением целей Парижского соглашения 2015 года или нет.
Если, например, аэрозоли маскируют похолодание в гораздо большей степени, чем ожидалось, мир может быть готов превысить свои климатические цели, даже не осознавая этого.
Почти 200 стран мира обязались в Парижском соглашении удерживать потепление ниже 2 градусов по Цельсию (3,6 градуса по Фаренгейту) по сравнению с доиндустриальным уровнем. Ученые полагают, что многие опасные последствия, от обрушения коралловых рифов до таяния крупных ледяных щитов, произойдут где-то между 1,5 и 2 градусами Цельсия.
«Это не просто история выбросов парниковых газов», — сказал Роберт Вуд, профессор атмосферных наук в Вашингтонском университете. «От того, быстро ли вы убираете, или просто возитесь с теми же выбросами аэрозоля, может быть разница в том, преодолеете ли вы порог в 2 градуса Цельсия или нет».
Ни один учёный не выступает за прекращение усилий по аэрозольной очистке — число погибших от загрязнения воздуха просто слишком велико. «Есть действительно веские причины хотеть очистить воздух от загрязнения», — сказал Даймонд. «Польза для общественного здравоохранения действительно важна».
Но исследователи обеспокоены тем, что очистка воздуха от загрязнения без прекращения использования ископаемого топлива – как, например, в Китае – может стать рецептом еще большего и быстрого потепления. «Нам необходимо убедиться, что мы делаем это одновременно с очисткой метана и очисткой от CO2», — сказал Даймонд. Он отметил, что сокращение выбросов метана может помочь компенсировать последствия сокращения выбросов аэрозолей. Метан обладает согревающим эффектом, но, как и аэрозоли, не задерживается в атмосфере надолго.
Тем не менее, остается еще много научных вопросов – и пока на них не будут даны ответы, мир не будет точно знать, насколько сильное потепление раскроет падающие аэрозоли.