В статье, опубликованной на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи сообщают, что потепление из-за короткоживущих соединений — парниковых газов, таких как метан, хлорфторуглероды или гидрофторуглероды, которые задерживаются в атмосфере всего от года до несколько десятилетий — может вызвать повышение уровня моря на сотни лет после того, как загрязнители будут удалены из атмосферы.«Если вы думаете о таких странах, как Тувалу, которые едва находятся над уровнем моря, возникает вопрос, сколько мы можем выбросить, прежде чем они будут обречены. Планируется ли, что они уже погибнут, даже если мы перестанем выбрасывать все завтра?» говорит соавтор Сьюзан Соломон, профессор химии атмосферы и климатологии Массачусетского технологического института Эллен Суоллоу Ричардс. «Это еще одна причина, по которой важно понимать, как долго будут длиться климатические изменения и насколько еще ожидается повышение уровня моря».Соавторы Соломона — ведущий автор Кирстен Зикфельд из Университета Саймона Фрейзера и Дэниел Гилфорд, аспирант факультета Земли, атмосферы и планет Массачусетского технологического института.
Короткое пребывание, долгий подъемНедавние исследования многих групп, включая исследование Соломона, показали, что даже если антропогенные выбросы углекислого газа полностью прекратятся, связанное с ними атмосферное потепление и повышение уровня моря будут продолжаться более 1000 лет. Эти эффекты — по существу необратимые в масштабе времени человека — частично связаны со временем пребывания углекислого газа: парниковый газ может оставаться в атмосфере в течение столетий после того, как он вышел из дымовых труб и выхлопных труб.В отличие от двуокиси углерода, другие парниковые газы, такие как метан и хлорфторуглероды, имеют гораздо более короткий срок жизни.
Однако в предыдущих исследованиях не уточнялось, как их долгосрочное воздействие может повлиять на повышение уровня моря. Чтобы ответить на этот вопрос, Соломон и ее коллеги исследовали ряд климатических сценариев, используя модель земных систем промежуточной сложности, или EMIC, вычислительно эффективную климатическую модель, которая имитирует циркуляцию океана и атмосферы для прогнозирования изменений климата на десятилетия, столетия и тысячелетия.
С помощью этой модели команда рассчитала как среднюю глобальную температуру, так и повышение уровня моря в ответ на антропогенные выбросы диоксида углерода, метана, хлорфторуглеродов и гидрофторуглеродов.Оценки исследователей для углекислого газа совпали с предсказаниями других и показали, что даже если мир перестанет выделять углекислый газ начиная с 2050 года, до 50 процентов газа останется в атмосфере более чем через 750 лет. Даже после того, как выбросы углекислого газа прекратятся, повышение уровня моря должно продолжать расти, в два раза превысив уровень оценок 2050 года за 100 лет и в четыре раза превысив это значение в течение следующих 500 лет.
Причина, по словам Соломона, кроется в «инерции океана»: по мере того, как мир нагревается из-за парниковых газов, в том числе углекислого газа, вода нагревается и расширяется, вызывая повышение уровня моря. Удаление избыточного тепла океана, вызванного даже короткоживущими газами, и, как следствие, понижение уровня моря, — чрезвычайно медленный процесс.«По мере того, как тепло уходит в океан, оно проникает все глубже и глубже, вызывая постоянное тепловое расширение», — объясняет Соломон. «Затем он должен быть перенесен обратно в атмосферу и выпущен обратно в космос, чтобы остыть, а это очень медленный процесс, длившийся сотни лет».
Преодоление приливовВ одном конкретном сценарии моделирования климата команда оценила реакцию уровня моря на различные сценарии выбросов метана, в которых мир будет продолжать выбрасывать газ с текущими темпами, пока выбросы полностью не прекратятся в трех разных годах: 2050, 2100 и 2150.
Во всех трех сценариях газообразный метан быстро удалялся из атмосферы, и связанное с этим атмосферное потепление уменьшалось с одинаковой скоростью. Однако метан продолжал вносить свой вклад в повышение уровня моря в течение столетий после этого. Более того, они обнаружили, что чем дольше мир ждет сокращения выбросов метана, тем дольше уровень моря будет оставаться на высоте.
«Удивительно, но газ с 10-летним сроком службы на самом деле может вызвать устойчивые изменения уровня моря», — говорит Соломон. «Таким образом, вы не можете просто прекратить излучать и вернуть все в доиндустриальное состояние. Вы собираетесь жить с этим очень долго».В своем анализе исследователи обнаружили одну золотую подкладку: любопытствуя, оказали ли прошлые правила в отношении загрязняющих веществ значительное влияние на повышение уровня моря, команда сосредоточилась на, пожалуй, самой успешной на сегодняшний день глобальной реабилитации — Монреальском протоколе. Договор, ратифицированный 197 странами в 1989 г., эффективно ограничил выбросы озоноразрушающих соединений во всем мире.
Обнадеживает то, что исследователи обнаружили, что Монреальский протокол, хотя и был разработан для защиты озонового слоя путем постепенного отказа от таких загрязнителей, как хлорфторуглероды, также помог остановить повышение уровня моря. Если бы Монреальский протокол не был ратифицирован и страны продолжали бы выбрасывать хлорфторуглероды в атмосферу, исследователи обнаружили, что к 2050 году в мире произошло бы повышение уровня моря еще на 6 дюймов.
«Полфута — это очень важно, — говорит Соломон. «Это еще одна серьезная причина, по которой Монреальский протокол оказался очень полезным для планеты».В заключении своей статьи исследователи отмечают, что не следует ожидать, что усилия по сдерживанию глобального потепления быстро повернут вспять открытое море, и что следует серьезно рассмотреть долгосрочные последствия повышения уровня моря: что длительный характер повышения уровня моря повышает важность более ранних действий по смягчению последствий ».
Это исследование было частично поддержано Советом по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады и НАСА.