Человечество не должно позволить глобальной температуре подняться на 2 градуса Цельсия, говорится в парижском соглашении по климату. Пересечение этой черты будет означать катастрофу. Особую проблему в процессе изучения климата представляет неопределенность. Мы не можем предсказать, что и когда произойдет, потому что в этой массивной и запутанной системе тысячи переменных. Но это может измениться.
На днях в журнале Nature появилась статья, в которой исследователи заявили, что им удалось снизить неопределенность ключевой метрики изменения климата на 60%, сузив диапазон возможного потепления с 3 до 1,2 градуса Цельсия. Кроме того, новые данные рисуют не такую уж страшную картину климатического кризиса. Можно даже назвать ее умеренно оптимистичной.
Эта метрика называется равновесной чувствительностью климата, но пусть вас не пугает такое название. «По сути, это уровень глобального потепления, который мы могли бы спрогнозировать, если бы удвоили углекислый газ в атмосфере и дали атмосфере и климату достичь равновесия с углекислым газом», говорит ведущий автор работы Питер Кокс, изучающий динамику климатической системы в Университете Эксетера.
В течение последних 25 лет общепринятый диапазон потенциального потепления был между 1,5 и 4,5 градуса Цельсия. Это достаточно большой диапазон, учитывая то, что даже один градус может изменить мир. Это, например, на 5-10% меньше осадков во время сухого сезона в Средиземноморье, на юго-западе Северной Америки и в южной части Африки. Доведите потепление до 3 градусов — и Земля потеряет 100 000 квадратных километров водно-болотных угодий и засушливых земель.
Мы говорим о невероятно сложной системе с целой галактикой переменных. Ученые-климатологи работают над тем, чтобы сузить равновесную чувствительность климата или, как они выражаются, ограничить. «Следствием того, что она такая большая, является то, что один лагерь утверждает, что потепление будет минимальным и переживать не стоит, а другой — что нам стоит переживать, что потепление будет серьезным, а значит грядут катастрофы, а мы ничего не предпримем».
Можно попытаться сузить этот диапазон, изучив исторические события потепления. Но Кокс и его коллеги просто игнорировали тенденцию потепления. «Казалось бы, самое очевидное, что нужно сделать, — это изучить изменение климата, которое уже произошло. Но оказывается, что это плохой ограничитель равновесной чувствительности климата, в первую очередь потому, что мы не знаем, сколько дополнительного тепла мы включили в систему».
Конечно, ученые знают довольно много о классических парниковых факторах изменения климата, углекислом газе и метане. Но человечество накачивало и другие частицы в эту систему, а они охлаждали систему. Заводы, сжигающие топливо, например, выбрасывают диоксид серы, который приводит к формированию частиц в атмосфере, которые отталкивают энергию солнца обратно в космос. (Кстати, этот метод, возможно, поможет нам совладать с изменением климата. Не за счет сжигания топлива, конечно, а за счет добавления частиц в атмосферу).
Подход ученых к этому исследованию состоял в том, чтобы объединить модели — 16 в сумме — не с тенденцией потепления, а с тем, как температура колебалась с 1880 по 2016 год. «По сути, эти модели говорят нам об отношении температурных вариаций и чувствительности климата, а наблюдения говорят нам о температурных вариациях в мире», говорит Кокс. «Вместе они позволяют нам лучше оценить чувствительность климата нашей планеты».
Теперь к числам. Исследователи определили диапазон чувствительности климата в 2,2–3,4 градуса (сравните это с общепринятыми 1,5–4,5. 2,2 на нижнем конце определенно не будет хорошим будущим для нашей планеты. (На каждый градус потепления можно ожидать 400-процентное увеличение площади, сожженной лесными пожарами. Точно не идеал.) Ученые говорят, что вероятность того, что потепление будет меньше 1,5 градусов — менее 3%. Однако вероятность того, что потепление превысит 4,5 градуса, менее 1%, и это хорошая новость.
Климатолог Рето Кнутти задает интересный вопрос: какова вероятность того, что в наших моделях будет ошибка? Разве она меньше 1%? «Я бы сказал, что есть более чем один шанс из сотни, что во всех моделях что-то упущено, потому что наше понимание не полное».
Не то чтобы эти ученые плохо разбирались в науке. Просто глобальный климат — это чрезвычайно сложная проблема. Ни один ученый не сможет вникнуть во все детали этой комплексной системы — изменения в растительности, мелкомасштабная гидрология, каждое отдельное погодное явление, будь то ураган или торнадо. Поэтому ученые ищут упрощенные описания этих мелкомасштабных событий. «В случае с облаками, например, вы говорите: хорошо, чем выше влажность, тем вероятнее дождь, а если насыщение превышает 95%, идет дождь», говорит Кнутти. «Это особый способ описать дождь, не вдаваясь в подробное описание формирования дождя, потому что вы не способны на это».
Вопросы становятся все более неопределенными, когда твердые наблюдательные данные перестают быть твердыми. Взять, к примеру, показания температуры поверхности океана. Исторически сложилось так, что разные суда использовали разные методы, возможно, бросали термометр в ведро с водой или снимали температуру воды у двигателя в машинном отделении. Здесь вы можете подсчитать расхождения — метод с ведром неточный, потому что вода испаряется, а с двигателем — потому что он нагревает воду — но всегда есть шанс упустить что-то из виду.
Поэтому ученые работают с тем, что имеют, и с каждым новым исследованием быстро меняющегося климата их понимание растет. «Мы становимся лучше», говорит Кнутти, «но никогда не станем совершенны. Шанс того, что что-то подсчитано неправильно, систематический, мы не можем его исключить».
Впрочем, есть поводы и для оптимизма: хотя исследование, проведенное летом прошлого года, показало, что у человечества практически нет шансов повысить температуру на 2 градуса, новые ограничения меняют этот прогноз. Теперь мы можем избежать такого повышения, хотя, конечно, нужно предпринять кое-какие усилия.