Резкие изменения могут вызвать каскад взаимодействий между подсистемами, который подтолкнёт планету к экстремальному потеплению и повышению уровня моря.
Ученые заявляют, что ряд ключевых систем Земли оказался ближе к дестабилизации, чем считалось раньше.
Это повышает риск того, что планета встанет на путь «парниковой» Земли, когда цепные обратные связи усиливают последствия глобального потепления.
Результаты международного исследования под руководством Уильяма Риппла из Орегонского государственного университета опубликованы сегодня в журнале One Earth.
«Мы можем вступать в период беспрецедентных климатических изменений»
Доклад «Риск траектории парниковой Земли» обобщает научные данные о климатических петлях обратной связи и 16 так называемых элементах перелома, подсистемах Земли, которые могут стать нестабильными при превышении критических температурных порогов.
Такие резкие изменения, вероятно, запустят каскад взаимодействий между подсистемами, который направит планету по пути экстремального потепления и повышения уровня моря.
В исследовании предупреждается, что при жизни нескольких поколений людей эти процессы будет крайне трудно повернуть вспять, даже при радикальном сокращении выбросов.
«После примерно миллиона лет колебаний между ледниковыми периодами и более теплыми фазами климат Земли стабилизировался более 11 тысяч лет назад, что сделало возможными земледелие и развитие сложных обществ», говорит Риппл, заслуженный профессор экологии Колледжа лесного хозяйства Орегонского государственного университета.
«Сейчас мы уходим от этой стабильности и можем вступать в период беспрецедентных климатических изменений».
«Климатические изменения развиваются быстрее, чем прогнозировали многие ученые»
К элементам перелома относятся ледяные щиты Антарктиды и Гренландии, горные ледники, морской лед, бореальные леса и вечная мерзлота, тропические леса Амазонии, а также Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC), система океанических течений, которая существенно влияет на климат всей планеты.
Исследователи отмечают, что почти через десять лет после принятия Парижского соглашения, ставившего целью ограничить долгосрочное среднее потепление 1,5 градуса Цельсия по сравнению с доиндустриальным уровнем, рост глобальной температуры превышал отметку 1,5 градуса Цельсия на протяжении 12 месяцев подряд.
В этот период по всему миру участились экстремальные, смертельно опасные и крайне дорого обошедшиеся обществу лесные пожары, наводнения и другие стихийные бедствия, связанные с климатом.
«Превышение температурных лимитов обычно оценивается по 20-летним средним значениям, однако климатическое моделирование показывает, что недавний 12-месячный прорыв указывает: долгосрочное среднее повышение температуры уже достигло или приблизилось к 1,5 градуса», говорит соавтор исследования Кристофер Вулф, научный сотрудник компании Terrestrial Ecosystems Research Associates (TERA) из Корваллиса.
«Скорее всего, глобальные температуры уже такие же высокие или даже выше, чем в любой момент за последние 125 тысяч лет, и климатические изменения развиваются быстрее, чем прогнозировали многие ученые».
По словам ученых, весьма вероятно также, что уровень углекислого газа сейчас самый высокий как минимум за последние 2 миллиона лет. При концентрации более 420 частей на миллион содержание CO2 в атмосфере примерно на 50 процентов выше, чем было до промышленной революции.
Опасность климатических петель обратной связи
По словам исследователей, при изменении климата могут запускаться процессы, которые затем воздействуют на сам климат, усиливая или ослабляя первоначальные изменения. Такие процессы называют климатическими петлями обратной связи.
«Усиливающие обратные связи повышают риск ускоренного потепления», поясняет Риппл. «Например, таяние льда и снега, оттаивание вечной мерзлоты, гибель лесов и потеря углерода в почвах могут дополнительно разогревать климат, а затем влиять на чувствительность климатической системы к парниковым газам».
Риппл, Вулф и их коллеги, включая Джиллиан Грегг из TERA и ведущих климатологов из Германии, Дании и Австрии, считают, что совокупность текущих данных и неизбежная неопределенность климатических прогнозов должна рассматриваться как сигнал о необходимости срочно усиливать меры по смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним.
«Уже существующие меры по смягчению последствий, включая наращивание производства энергии из возобновляемых источников и защиту экосистем, аккумулирующих углерод, имеют ключевое значение для ограничения роста глобальной температуры», говорит Риппл.
По словам авторов, приоритетом должны стать и стратегии, которые укрепляют устойчивость к климатическим рискам в рамках государственной политики, а также социально справедливый отказ от использования ископаемого топлива.
Ученые также подчеркивают необходимость новых подходов, включая согласованную глобальную систему мониторинга климатических точек перелома и более продуманные планы управления рисками.
«Неопределенность порогов перелома подчеркивает важность принципа предосторожности: переход даже через часть этих порогов может обречь планету на траекторию парниковой Земли с долгосрочными и, возможно, необратимыми последствиями», отмечает Вулф.
«Политики и общество в значительной степени по-прежнему не осознают рисков, связанных с таким, по сути, необратимым переходом. И хотя избежать траектории парниковой Земли будет непросто, это куда реальнее, чем попытаться вернуться назад, когда мы уже по ней идем».
«Нам нужно быстро действовать, пока возможности стремительно истощаются»
По словам ученых, процессы перелома, возможно, уже идут в ледяных щитах Гренландии и Западной Антарктики, а бореальная вечная мерзлота, горные ледники и амазонские тропические леса находятся на грани перелома.
В тесно взаимосвязанной климатической системе Земли дестабилизация в одном регионе может отозваться на океанах и континентах: таяние льда ускоряет потепление, уменьшая альбедо и изменяя Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию, что, в свою очередь, ведет к смещению тропических поясов дождей.
Так, таяние ледяного щита Гренландии может еще сильнее ослабить AMOC, а это, в свою очередь, способно спровоцировать превращение части Амазонии из тропических лесов в саванну.
«AMOC уже подает признаки ослабления, и это может повысить риск деградации Амазонии, что серьезно ударит по накоплению углерода и биоразнообразию», говорит Риппл.
«Углерод, высвобождаемый при деградации амазонских лесов, еще больше усилит глобальное потепление и вступит во взаимодействие с другими петлями обратной связи. Нам нужно быстро действовать, пока наши возможности стремительно сокращаются, чтобы предотвратить опасные и неконтролируемые климатические последствия».