Глобальное потепление перевесило глобальное охлаждение
Палеоклиматическое моделирование показало, что изменение климата, которое сегодня связывают с выбросом в атмосферу парниковых газов, «отменило» естественное глобальное охлаждение, сообщается в журнале Scientific Data. Как показал масштабный анализ, в середине 19 века средняя температура Земли была на 0,7 градуса ниже пикового значения шесть с половиной тысяч лет назад, когда Земля только начала охлаждаться, однако за последние десятилетия она выросла на один градус Цельсия — что очень много для столь короткого промежутка времени.
Известно, что в позднем голоцене после пикового потепления началось постепенное похолодание, которое продолжалось до середины прошлого столетия, а затем средняя температура Земли начала стремительно расти. Многие исследователи столь резкий переход к потеплению, как минимум, частичным вкладом парниковых газов, которые человечество выбрасывает в атмосферу. Однако, чтобы делать выводы о том, какой вклад вносят естественные процессы, а какой — деятельность людей, а также точнее предсказывать, чего стоит ожидать в будущем, необходимо построить качественные реконструкции палеоклимата.
Дарелл Кауфман (Darrell Kaufman) из Университета Северной Аризоны вместе с коллегами применили пять различных статистических методов для реконструкции глобальной средней температуры поверхности за последние 12000 лет. Они опирались на базу данных о палеоклимате, которая была опубликована несколько месяцев назад. 93 исследователя из 23 стран мира анализировали различные свидетельства, включая озерные отложения, осадочные породы, торф и ледники, которые могли бы быть полезными для того, чтобы сделать выводы о прошлых изменениях температуры. В итоге им удалось создать базу данных, которая включает 1319 образов, собранных из 679 участков по всему миру.
Группа Кауфмана смоделировала климат прошлого, а затем сравнила показатели моделей со средней температурой в 19 и 20 веке, чтобы отследить, как промышленная революция могла повлиять на нее.
Как и ожидалось, 12 тысяч лет назад средняя температура Земли была намного ниже, чем в 19 веке. Однако в течение следующих нескольких тысячелетий она неуклонно росла и в конечном итоге превзошла базовый уровень. Пикового значения она достигла около 6500 лет назад, после чего атмосфера стала постепенно остывать (примерно на 0,1 градуса Цельсия каждую тысячу лет). По словам исследователей, это охлаждение могло быть связано с медленными циклами, обусловленными изменениями в земной орбите, из-за чего количество солнечного света, получаемого северным полушарием планеты, уменьшилось, и результатом стал малый ледниковый период последних веков.
Однако затем картина изменилась. Пиковые температуры 6,5 тысяч лет назад примерно на 0,7 градуса Цельсия превосходили те, что наблюдались в середине 19 века. Однако с тех пор средняя температура Земли выросла еще на один градус Цельсия. Как рассказывает первый автор исследования, возможно, последний раз такие высокие устойчивые значения наблюдались около 125 тысяч лет назад, когда уровень моря был примерно на 6 метров выше, чем сегодня.
Климатологи отмечают, что их модели не позволяют определить, как менялся климат на масштабе десятилетий, что затрудняет сравнение с недавними периодами. «С другой стороны, прошедшее десятилетие было, вероятно, прохладнее, средних температур до конца этого столетия, которые, скорее всего, превысили доиндустриальные на один градус Цельсия и будут расти дальше», — заявил один из авторов, Николас Маккей (Nicholas McKay).
Исследователи надеются, что изучение закономерностей естественных изменений температуры помогут понять и оценить процессы, которые влияют на климат, а также улучшить прогнозы, которые будут учитывать как антропогенные, так и природные факторы.
В прошлом ученые провели другое моделирование, которое показало, что концентрация углекислого газа в атмосфере Земли достигла максимума за последние три миллиона лет, а средняя глобальная температура в этот период не превышала уровни доиндустриального периода.
Кристина Уласович
В местах под снежным покровом она уже стала круглогодичным источником парниковых газов
За последнюю четверть века в аляскинской тундре произошла смена растительных сообществ и рост их первичной продуктивности на фоне увеличения высоты снежного покрова. Этот биом рискует стать круглогодичным источником углеродных выбросов: зимой с участков, покрытым снегом, уже выбрасывается в три раз больше углерода, чем с участков, где он отсутствует, а запасы углерода и азота в почвах под снегом уже выросли в четыре раза. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале AGU Advances. Арктическая многолетняя мерзлота — один из главных пулов углерода в его планетарном цикле. В арктических почвах законсервировано 1035±150 миллиардов тонн углерода и от 22 до 106 миллиардов тонн азота. В случае таяния мерзлоты почвенное органическое вещество, в котором заключены эти элементы, начнут разлагать микроорганизмы. Тогда углерод и азот будут окислены и попадут в атмосферу в виде парниковых газов, что может оказать значительное влияние на климатическую систему Земли. Одним из факторов риска для многолетней мерзлоты является высота снежного покрова: большое количество снега приводит к более низким температурам в течение вегетационного сезона, но осенью изолирует толщу мерзлоты от низких температур воздуха и способствует ее более глубокому сезонному протаиванию. Ученые под руководством Шона Педрона (Shawn Pedron) из Калифорнийского университета в Ирвайне исследовали влияние снежного покрова на потоки углерода из многолетней мерзлоте на Аляске. Для этого они измеряли глубину сезонно-талого слоя и отбирали керны из многолетнемерзлой толщи глубиной 164 сантиметра (n=25) и разделяли их на почвенные горизонты, а затем в лабораторных условиях измеряли в них микробное дыхание. Данные о высоте снежного покрова в течение года были получены из базы Toolik Environmental Data Center. Авторы исследования пришли к выводу, что с 1994 по 2021 год тундра постепенно превращалась из злаковой в кустарниковую. Первичная продукция за этот период выросла на 45 процентов (p < 0,05), а углерода в течение вегетационного сезона стало связываться больше на 6-13 процентов. С декабря по май под снежным покровом на глубинах 20-80 сантиметров температура была заметно выше (-0,75 ± 0,55 градуса Цельсия), чем на участках, где он отсутствовал (-8,6 ± 4,1 градуса Цельсия). Из-за повышения продуктивности растительности, нагрева почвы, а также ее уплотнения и проседания под снежной толщей, количество углерода и азота под снежным покровом за эти годы выросло в четыре раза. Ученые подчеркнули, что на участках под толщей снега аляскинская тундра превратилась в круглогодичный источник выбросов углерода: в зимний период с октября по май с них выбрасывалось по 267, а с участков, свободных от снега — по 87 грамм углерода с квадратного метра. Причем изотопный анализ возраста выбрасываемого углерода показал, что происходит эмиссия не только недавно ассимилированного из атмосферы углерода, но и того, что ранее был законсервирован в органическом веществе многолетнемерзлых почв. Недавно в таянии многолетней мерзлоты обвинили бобров: возле прудов на северо-западе Аляски, которые они создают или изменяют своей деятельностью, развиваются термокарстовые процессы и происходят выбросы метана.