Весной 2021 года климатологи столкнулись с загадкой. Мировая экономика только выходила из карантинных ограничений из-за covid-19, но уровни метана — парникового газа, который в основном выделяется при сельском хозяйстве и производстве ископаемого топлива, — резко выросли в атмосфере за предыдущий год, показав самый быстрый темп роста за всю историю наблюдений.
Исследователи со всего мира принялись разгадывать эту тайну, анализируя данные со спутников, самолетов и станций мониторинга парниковых газов. В конечном итоге они обнаружили четкую закономерность: выбросы метана резко увеличились в тропических регионах, где водно-болотные угодья становились более влажными и теплыми.
Это создало идеальные условия для микробов, которые процветают в анаэробной грязи. Они поглощают больше богатого углеродом органического вещества и выделяют больше метана в качестве побочного продукта. Сокращение загрязнения оксидами азота, которые помогают расщеплять метан в атмосфере, также, вероятно, сыграло существенную роль.
Эти выводы предлагают один из самых четких случаев, когда изменение климата само по себе стимулирует дополнительные выбросы парниковых газов из природных систем, запуская эффект обратной связи, который угрожает привести к еще большему потеплению, еще большим выбросам и так далее.
Существует множество дополнительных способов, как это происходит или скоро может произойти, включая лесные пожары и таяние вечной мерзлоты. Это основные источники выбросов, которые не включены в обязательства стран по Парижскому климатическому соглашению — и климатические риски, которые в значительной степени не учтены в последних сценариях потепления Межправительственной группы экспертов по изменению климата ООН.
Spark Climate Solutions надеется это изменить. Сан-Францисская некоммерческая организация запускает так называемый проект сравнения моделей, в котором разные исследовательские группы проводят один и тот же набор экспериментов на различных моделях в различных сценариях выбросов, чтобы определить, как может развиваться изменение климата. Этот проект specifically исследует, как ряд эффектов климатической обратной связи может стимулировать дополнительное потепление, дополнительные выбросы и дополнительные типы обратной связи.
«Эти повышенные выбросы из природных источников добавляются к антропогенным выбросам и усиливают изменение климата, — говорит Фил Даффи, главный научный сотрудник Spark Climate Solutions, который ранее был советником по климатической науке президента Джо Байдена. — И если вы не рассматриваете их все вместе, вы не можете количественно оценить силу этого эффекта обратной связи».
Среди других участников этого усилия будут ученые из Environmental Defense Fund, Стэнфордского университета, Woodwell Climate Research Center и других учреждений в Европе и Австралии, согласно Spark Climate Solutions.
Некоммерческая организация надеется опубликовать результаты вовремя, чтобы они были включены в седьмой крупный оценочный доклад климатической группы ООН, который только начинается, чтобы помочь обеспечить более полное отражение этих опасностей. Это, в свою очередь, даст странам более точное представление о углеродных бюджетах мира, то есть о количестве парниковых газов, которые они могут произвести, прежде чем планета достигнет температур на 1,5 °C или 2 °C выше доиндустриальных уровней.
Но одно уже ясно: поскольку текущие сценарии не fully учитывают эти эффекты обратной связи, мир почти наверняка будет нагреваться быстрее, чем прогнозируется сейчас, что подчеркивает важность проведения этого исследования.
Ученые из EDF, Woodwell и других учреждений обнаружили, что пожары в самых северных лесах мира, таяние вечной мерзлоты и потепление тропических водно-болотных угодий вместе могут подтолкнуть планету за пределы 2 °C на годы раньше, устранив до четверти времени, оставшегося до того, как мир достигнет основной цели Парижского соглашения, согласно документу, находящемуся на рассмотрении.
Ранее в этом году Spark Climate Solutions создала более широкую программу для продвижения исследований и осведомленности о так называемых выбросах, вызванных потеплением, которая запустит дополнительные collaborations, подобные проекту сравнения моделей.
Цель программы и исследовательского проекта — «действительно mainstream включение этой темы в климатическую науку и климатическую политику, а также стимулирование исследований вокруг климатических решений», — говорит Бен Пулер, который руководит программой в Spark Climate Solutions и ранее был ученым в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА.
Spark отмечает, что повышение температуры также может высвобождать больше углекислого газа из океанов в процессе, известном как дегазация; дополнительный углекислый газ и закись азота, potent парниковый газ, который также разрушает защитный озоновый слой, с сельскохозяйственных угодий; больше углекислого газа и метана от лесных пожаров; и еще больше всех трех этих газов по мере таяния вечной мерзлоты.
Земля остается замерзшей круглый год на vast просторах Северного полушария, создавая морозное подземное хранилище от Аляски до Сибири, которое содержит в два раза больше углерода, чем атмосфера.
Но по мере его оттаивания он начинает разлагаться и выделять парниковые газы, — говорит Сьюзан Натали, арктический климатолог, специализирующийся на вечной мерзлоте в Woodwell. Исследование, опубликованное в Nature в январе, отметило, что 30% мировой Арктико-Бореальной зоны уже превратились из поглотителя углерода в источник углерода, если принимать во внимание лесные пожары, таяние вечной мерзлоты и другие факторы.
Несмотря на эти растущие риски, только меньшинство моделей, которые вошли в последний крупный доклад климатической группы ООН, включили эффекты обратной связи от таяния вечной мерзлоты. И риски выбросов до сих пор не fully учтены, потому что эти экосистемы трудно monitor и model, говорит Натали.
Среди сложностей: лесные пожары, которые сами по себе трудно предсказать, могут ускорять таяние. Также трудно предсказать, какие регионы станут более сухими или влажными, что определяет, выделяют ли они в основном метан или углекислый газ — и эти газы имеют очень разные эффекты потепления в разные периоды времени. Существуют также противодействующие эффекты, которые необходимо учитывать — например, когда поглощающие углерод растения заменяют лед и снег в certain areas.
Натали говорит, что улучшение нашего понимания этих сложных эффектов обратной связи essential для понимания опасностей, с которыми мы сталкиваемся.
«Это будет означать дополнительные затраты на здоровье и жизнь людей, — говорит она. — Мы хотим, чтобы люди были в безопасности — и очень трудно сделать это, если вы не знаете, что грядет, и не готовы к этому».
