Что такое глобальное потепление и чем оно опасно

Что такое глобальное потепление

Глобальное потепление — это повышение средней температуры на Земле, основной причиной которого является деятельность человека [1]. Оно наблюдается с конца XIX века и его скорость постоянно увеличивается. Многие до сих пор не верят, что глобальное потепление реально, и объясняют трансформацию климата естественными причинами. Однако существует множество доказательств того, что глобальное потепление вызвано антропогенным фактором — то есть деятельностью человека.

Если не замедлить рост температуры на Земле, то необратимых последствий не избежать. Об этом впервые заговорили в начале 1950-х. Тогда и появилось понятие «глобальное потепление».

Этот термин популяризовал американский геолог и климатолог Уоллес Брокер. В 1975 году вышла его статья о глобальном потеплении [2]. Но на самом деле термин появился еще раньше. В 1957 году климатолог Роджер Ревелл выступил перед Конгрессом США. Он в красках описал последствия от повышения уровня углекислого газа (CO₂) в атмосфере. Но к еёго мнению не прислушались. В СССР в то время тоже изучали эту проблему. В 1956–1957 годах геофизик и академик РАН Михаил Будыко рассчитал, какой объем парниковых газов может вызвать глобальное потепление, но и его исследование тогда не привлекло особого внимания [3].

Виноват ли человек в глобальном потеплении

За 4,5 млрд лет климат Земли не раз преображался. На него влияют [4]:

• Форма орбиты Земли. Иногда она становится более эллипсоидной, иногда — более круглой. Изменения происходят каждые 93 тыс. лет.
• Угол наклона земной оси к плоскости орбиты. Он меняется с периодичностью в 41 тыс. лет.
• Конус, который описывает земная ось. Меняется каждые 26 тыс. лет.

Вместе эти изменения орбиты влияют на то, какой объем тепла получает Земля и как оно распределяется. Когда в высоких широтах становится меньше солнца, наступает оледенение.

Так что климат Земли действительно не был одинаковым все время существования планеты. Однако сейчас температура на Земле растет слишком быстро [5]. В 2022 году средняя температура в мире была на 1,15 °C выше доиндустриального уровня. 2022 год даже оказался пятым по степени жары за всю историю. Более того, годовая глобальная температура уже восемь лет подряд превышает доиндустриальный уровень минимум на 1°C.

Показатели не росли так быстро ни разу за последние 800 тыс. лет. Хотя за это время произошло не менее восьми периодов потепления, которые чередовались с похолоданием. Такими данными поделились участники Европейского проекта по бурению Антарктического льда (EPICA). Ученые пришли к выводу, что на скорость изменения температуры повлияли не естественные факторы, а именно деятельность человека.

Процесс, который мы называем глобальным потеплением, наблюдается последние 150 лет. По данным исследования швейцарских ученых, с масштабами происходящих сейчас климатических изменений не сравнится даже Малый ледниковый период (XIV—XIX века) [6]. Чтобы посмотреть динамику изменений, эксперты составили график климатических колебаний в разные годы за последние 2 тыс. лет. Ученые выяснили, что по темпам и масштабам развития нынешнее потепление не имеет аналогов.

Что такое Парижское соглашение по климату

Несмотря на то, что о глобальном потеплении говорят уже не одно десятилетие, конкретные шаги в решении вопроса начали делать лишь в 2015 году. Тогда представители 195 стран подписали Парижское соглашение. Стороны договорились удерживать глобальное потепление на отметке 1,5 °C (по сравнению с доиндустриальным периодом). Этих усилий хватит, чтобы не допустить наступления климатической катастрофы. Но даже в этом случае около 14% жителей Земли будет сталкиваться с экстремальной жарой раз в пять лет. Если же температуру не удержать в допустимых пределах, то от повышения градусов пострадает уже 37% населения.

В 2018 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) подготовила новый отчет. Согласно документу, странам нужно ускориться в решении вопроса, а изменения должны коснутся всех сфер жизни человечества. В противном случае планете может быть нанесен непоправимый ущерб к 2030 году.

Причины глобального потепления

Выбросы парниковых газов

Ученые сходятся во мнении, что выбросы парниковых газов, — главная причина глобального потепления. Человечество сжигает ископаемое топливо: уголь, нефть и газ. В результате горения в атмосферу попадают углекислый газ (CO₂), метан (CH₄), закись азота (N₂O), фторированные газы.

Выбросы производств, добыча полезных ископаемых, угольные электростанции, автомобильные выхлопы, экстенсивное сельское хозяйство, лесные пожары и вырубки лесов усиливают парниковый эффект. Так называется рост температуры на поверхности планеты из-за тепловой энергии, которая возникает в атмосфере из-за нагревания газов.

За растущий объем выбросов отвечают страны G20 («Большой двадцатки»). В 2017 году от деятельности этих государств в атмосферу попало 43 Гт углекислого газа. Лидерами по объемам выбросов считаются США, Китай, Россия, Бразилия, Индонезия, Германия, Индия, Великобритания, Япония и Канада.

В начале пандемии странам удалось снизить уровень выбросов почти на 5% [7]. Но уже к концу 2020 года они вернулись к доковидным показателям. Чтобы остановить процесс глобального потепления, объем выбрасываемого CO₂ в атмосферу каждый год должен снижаться на 15 Гт [8].

Изменение солнечной активности

Ряд российских и британских ученых разработали модель, которая прогнозирует изменение климата на Земле [9]. В основу модели легли математические расчеты и изучение явления «солнечное динамо». Именно оно несет ответственность за образование магнитных полей на поверхности Солнца.

По пятнам небесного светила ученые вывели индекс солнечной активности и сопоставили его с изменениями магнитного поля за астрономический год. Периоды спокойного и активного Солнца меняются каждые 11 лет.

В итоге ученые получили график активности Солнца за прошедшие 100 тыс. лет. Колебания фонового магнитного поля указывают на то, что солнечная активность в течение ближайших 30 лет будет снижаться. Это приведет к более холодным зимам в Северной Европе, потому что ультрафиолетовое излучение Солнца влияет на атмосферную циркуляцию.

Ученые уверены, что солнечные процессы необходимо включать в климатические модели [10]. В таком случае прогнозировать будущие изменения климата на глобальном и региональном уровнях будет проще, а сами прогнозы будут точнее. Также авторы исследования установили и дату максимальной солнечной активности — 2600 год. В этот период температура на планете повысится как минимум на 2,5 °C.

Твердые аэрозольные частицы и сажа

Ученые Университета Цюриха провели исследование с помощью симуляции на суперкомпьютере CSCS Piz Daint [11]. По словам авторов работы, при сжигании нефтепродуктов, древесины и остальных органических материалов в атмосфере образуются частицы сажи. Сажа состоит из углерода. Оставаясь в атмосфере, она влияет на структуру облаков. Исследование выявило, что при удвоении содержания CO₂ в атмосфере, формируется меньше низких облаков. При этом большое скопление сажи охлаждает верхнюю часть облаков. Они испаряются намного быстрее. Благодаря такой скорости испарения остается меньше низких облаков. А значит, коротковолновое излучение больше попадает на Землю и сильнее нагревает ее.

Последствия глобального потепления

По прогнозам, через несколько десятков лет кофе и вино будут доступны только избранным. Есть вероятность, что их производство из-за глобального изменения станет чрезвычайно дорогим. Но это мелочи по сравнению с другими возможными последствиями: часть городов исчезнет с лица Земли, а голодающих людей станет намного больше.

Повышение уровня моря

Есть два основных фактора, которые влияют на рост уровня воды — таяние ледников и нагрев морей и океанов. Уровень мирового океана уже поднялся на 20 см. Климатологи больше обеспокоены быстрым таянием ледников и ледниковых покровов. Поскольку вклад ледников в повышение уровня моря почти в два раза выше теплового расширения воды. Гренландский ледниковый щит с 1992 года уменьшился в семь раз, а Антарктида — в шесть раз с 1980-х годов. Особую озабоченность экспертного сообщества вызывает ледник Туэйтс в море Амундсена. По словам ученых, размер ледника аналогичен размеру штата Флорида в США. Если ледник растает, то уровень моря может подняться минимум на полметра.

Меняется среда обитания и диких животных. Из-за таяния льдов в Гималаях снизилась численность снежных барсов, гибнут кораллы, а следом и живые организмы, которые обитают рядом с ними. Потепление вод и изменение климата влияет и на поведение птиц. В научном журнале Лондонского королевского общества появилась информация, что из-за климатических изменений число расставаний чернобровых альбатросов увеличилось до 7,7%. На ранних этапах исследования этот процент не превышал отметки 1%. Альбатросы считаются одними из самых моногамных птиц в мире.

Если температура на Земле продолжит повышаться, то часть городов мирарискуют скоро оказаться под водой, в том числе некоторые районы Нью-Йорка, Шанхая, Абу-Даби, Осаки, Рио-де-Жанейро [12]. В интернете даже появился проект Flood Maps [13]. Это интерактивная карта, которая показывает, что произойдет с прибрежными городами, если вода начнет подниматься.

Экстремальные погодные явления

Росгидромет отметил рост опасных гидрометеорологических явлений [14, pdf]. По данным ведомства, с 1990 по 2000 годы на территории страны ежегодно насчитывалось около 200 опасных явлений. Но с 2007 каждые два года число природных катаклизмов превышало отметку 400. Одни регионы сейчас страдают от обильных осадков и наводнений. В 2021 году в Забайкалье дожди стали причиной обрушения моста на Транссибирской магистрали. В Приамурье произошло наводнение из-за обильных дождей. Власти региона даже объявили чрезвычайную ситуацию федерального масштаба. От ливней пострадал и Краснодарский край — они привели к затоплению Сочи. В других же областях страны увеличиваются периоды засухи и экстремальной жары. Высокие температуры становятся причиной регулярных лесных пожаров. В августе 2021 от аномальной жары, например, пострадали жители Урала, Прикамья, Санкт-Петербурга.

Подобные ситуации наблюдаются во всех уголках земного шара. С 1970 по 2019 год из-за погоды и климата произошло более 11 тыс. стихийных бедствий. Ежегодно они наносят мировой экономике ущерб в размере $520 млрд. В 2013 году миллион филиппинцев остались без крыши над головой после тайфуна «Хайян». Уровень безработицы в Бангладеше вырос до отметки в 49% после тропического циклона «Айлан» в 2010 году [15]. Последствия урагана «Стан» в 2005 году вынудили 7,3% жителей Гватемалы отправить детей на работу, а не в школу.

Почувствовали изменения климата и известные горнолыжные курорты. По заявлению The Wall Street Journal (WSJ), в 2022 году популярный курорт Alpe du Grand Serre в Альпах закрылся в пиковый сезон — на Рождество. Погода была настолько теплой, что вместо лыжных трасс организаторы были вынуждены были открыть летние веломаршруты

Недостаток продовольствия и воды

Глобальное потепление влияет на продовольственную и водную безопасность. По данным ООН, около 500 млн чел. сейчас живут на территориях, которые склонны к эрозии почв. Не менее 30% производимых продуктов питания пропадает или выбрасывается [16]. Объемы водных запасов с каждым годом уменьшаются. Воды не хватает не только для питья, но и для обеспечения работы сельского хозяйства. Особенно остро изменения ощущают бедные и уязвимые слои населения.

Угроза безопасности

Изменение климата приведет к борьбе за землю, продовольствие и воду. Некоторые ученые уже нашли взаимосвязь между экологическими проблемами и возникающими конфликтами. Например, международная группа ученых выяснила, что 23% столкновений в этнически неоднородных странах, которые произошли в период с 1980 по 2010 год, начинались в месяцы с погодными катаклизмами. Существует еще одно мнение, что климатические проблемы приводят к процветанию террористических организаций.

Борьба с глобальным потеплением

Экологические проблемы, с которыми может столкнуться человечество, касаются каждого. Решить их можно только сообща. Именно такой позиции придерживаются страны. В 2015 году на Всемирной климатической конференции было подписано Парижское соглашение. Международный договор поддержали 197 стран, в том числе и Россия [17]. Также действует Рамочная конвенция ООН об изменении климата, Киотский протокол к ней и международные договоры по охране озонового слоя.

В ноябре 2022 года в Египте прошел саммит СОР27 — ежегодная конференция ООН по изменению климата. Его итоги были не слишком впечатляющими, но одно значимое решение было принято. На СОР27 было решено создать фонд для компенсации потерь и ущерба от климатических изменений. Однако еще только предстоит решить, кто будет спонсорами и как будет решаться, кому присуждать компенсации.

На саммите страны подтвердили, что Парижское соглашение остается в силе, но многие считают его цели нереалистичными. В Париже участники договорились сдерживать глобальное потепление на уровне 2 °C и стремится к 1,5 °C. Но к 2022 году планета уже потеплела на 1,09 °C, а выбросы находятся на рекордно высоком уровне.

Проблемой глобального потепления озадачены не только представители власти, но и крупные промышленные компании. И на то есть причины. Еврокомиссия озвучила экологический план EU Green Deal в июле 2021 года. Согласно документу, атмосферные выбросы должны снизиться на 55% до уровня 1990 года через восемь лет. В 2026 году появится углеродный налог в виде квот на тонну выбросов CO₂. Платить его будут те государства, которые доставляют в ЕС продукцию неэкологичных компаний.

Но сохранение планеты не ограничивается только лишь введением трансграничного углеродного регулирования. Предприятия всех сфер начинают пересматривать свои бизнес-процессы, внедряя более экологичные технологии. И подталкивают их к изменениям жители, эко-активисты, бизнесмены и голливудские звезды. Самым ярким примером стала шведская школьница Грета Тунберг. 20 августа 2018 года она впервые вышла с самодельным плакатом к парламенту. Ее примеру последовали школьники и других стран, а сама Грета стала символом эко-протеста. В феврале 2021 года глава SpaceX и Tesla Илон Маск объявил, что готов выделить $100 млн на конкурс XPRIZE. Участникам предстоит разработать технологию по улавливанию углерода. В это же время состоялась презентация книги основателя Microsoft Билла Гейтса под названием «Как избежать климатической катастрофы: имеющиеся решения и необходимые инновации». В 2020 году Принц Уильям и его жена Кейт Миддлтон образовали международную премию для тех, кто возьмется за решение острых экологических проблем.

Чтобы жизнь не превратилась в один из фильмов о климатическом апокалипсисе, людям должны перестать отворачиваться от экологических проблем. Эксперт Project Drawdown Чад Фришманн назвал не менее 100 эффективных способов остановить глобальное потепление: от правильного управления холодильными установками до планирования семьи. Это поможет не только сохранить планету для будущих поколений, но и обратить процесс вспять.