Перейти к основному содержанию
13.06.2022 / 10:06

Но пока мы можем это изменить.

Согласно последнему исследованию, в результате выбросов в атмосферу не только растет температура Земли, но и сам климат становится непредсказуемым.

Новое исследование, опубликованное 21 апреля на arXiv, дает полную картину потенциального воздействия человека на климат. И эта картина неутешительна.

Как заявляют сами ученые, исследование не является точной симуляцией климатической модели, оно дает общие представление того, куда мы движемся, если не прекратим наше воздействие на климат и бесконтрольное использование ископаемого топлива.

«Последствия изменения климата хорошо известны (засухи, аномальная жара, экстремальные погодные явления и т. д.), — отмечает исследователь Орфеу Бертолами.Если система Земли изменится в сторону хаотического поведения, мы потеряем всякую надежду решить проблему».

 

Климатические сдвиги

Периодически в периоды перехода от одного устойчивого состояния к другому Земля переживала значительные изменения климатических моделей. Эти сдвиги обычно были вызваны внешними факторами, такими как изменения орбиты Земли или массовый всплеск вулканической активности.

Но прошлые исследования показывают, что сейчас мы вступаем в новую фазу, которая вызвана деятельностью человека. По мере того, как люди выбрасывают в атмосферу больше углерода, мы создаем новую эру антропоцена, периода когда на климатическую систему влияет деятельность человека, чего наша планета никогда раньше не переживала.

В новом исследовании ученые смоделировали наступление антропоцена как фазового перехода. Большинство людей знакомы с фазовыми переходами различных веществ, например, когда кубик льда из твердого состояния переходит в жидкое, или когда вода испаряясь превращается в пар.

Но фазовые переходы происходят и в других системах. В данном случае системой является климат Земли. Климат, существующий сейчас, имеет регулярные и предсказуемые сезоны и погоду, а фазовый переход приводит к новой модели сезонов и погоды. Когда климат проходит через фазовый переход, это означает, что на Земле происходят внезапные и быстрые изменения моделей.

 

Логистическое отображение

Если деятельность человека меняет климат на Земле, это означает, что мы заставляем планету создавать новые модели погодных условий. Пока никто точно не может сказать, как будут выглядеть эти модели.

Как изменится климат Земли? В значительной степени это будет обусловлено тем, как интенсивно мы будем влиять на планету  в течение следующих нескольких десятилетий. Исследователи отмечают, что значительное сокращение выбросов углерода, например, дает один результат,  но если мы ничего не изменим, результат будет совсем иной.

Чтобы учесть различные пути и варианты, которые может выбрать человечество, исследователи использовали математический инструмент - логистическое отображение.

Логистическое отображение отлично подходит для описания ситуаций, когда некоторые переменные, например, количество углерода в атмосфере увеличиваются, но со временем достигают предела. Например, ученые часто используют логистическое отображение для расчета популяций животных: животные могут продолжать размножаться, увеличивая свою численность, но она достигают предела, когда потребляется вся пища в окружающей их среде (или хищники становятся слишком голодными и съедают их).

Наше воздействие на окружающую среду определенно становится все более значимым, и это происходит уже более века. Но, по мнению исследователей, оно естественным образом достигнет предела. Например, человеческая популяция может расти до определенных размеров и может иметь определенное количество видов деятельности, связанных с выбросом углерода; и загрязнение в конечном итоге приведет к деградации окружающей среды.

В какой-то момент в будущем выбросы углерода достигнут максимального предела. И исследователи обнаружили, что логистическое отображение хорошо иллюстрирует различные варианты развития событий.

 

Климатический хаос

Исследователи изучили различные способы развития событий в зависимости от множества факторов, таких как наше население, внедрение стратегий сокращения выбросов углерода и других более эффективных технологий. Они обнаружили, как со временем будут меняться выбросы углерода, и использовали эту информацию, чтобы изучить, как будет меняться климат Земли при фазовом переходе, спровоцированным деятельностью человека.

В лучшем случае, когда человечество достигает предела выбросов углерода, климат Земли стабилизируется при новой, более высокой средней температуре. Эта более высокая температура в целом несет опасность для людей, потому что она по-прежнему приводит к повышению уровня моря и более экстремальным погодным явлениям.

Но, по крайней мере, климат стабилен: антропоцен (эпоха с высоким уровнем человеческой активности) похож на предыдущие климатические эпохи, только теплее, и по-прежнему будет иметь регулярные и повторяющиеся погодные условия.

Но при построении худших сценариев, было обнаружено, что климат Земли станет хаотическим. В хаотической системе нет равновесия и повторяющихся закономерностей: сезоны будут резко меняться от десятилетия к десятилетию (или даже из года в год).

В некоторые годы будут наблюдаться периоды экстремальной погоды, в то время как в другие годы все будет спокойно. Даже средняя температура Земли может сильно колебаться, переходя от более прохладных периодов к более жарким за относительно короткие промежутки времени. Было бы совершенно невозможно определить, в каком направлении изменится климат Земли.

«Хаотическое поведение означает, что будет невозможно предсказать поведение Земной системы в будущем, даже если мы с большой уверенностью будем знать ее нынешнее состояние, — отмечает Бертолами. - Это будет означать, что любая возможность контролировать и привести систему Земли к равновесию, которое благоприятно для всего живого, будет утрачена».

Больше всего исследователей беспокоит то, что если температура атмосферы Земли достигнет определенного критического порога, хаотическая модель климата станет неизбежной. Есть некоторые признаки того, что мы, возможно, уже прошли этот переломный момент, но еще не поздно предотвратить климатическую катастрофу.

Автор:
Листайте дальше, чтобы прочитать следующую новость