Повышение уровня моря превратит 410 миллионов человек в климатических беженцев к концу века
В мире уже чуть более миллиона квадратных километров прибрежных низменностей, на которых проживает 267 миллионов человек, находятся в зоне риска затопления при повышении уровня моря. К 2100 году площадь таких земель увеличится до 1,46 миллионов квадратных километров, а их население вырастет до 410 миллионов человек. Наиболее остро угроза стоит перед тропической частью Азии. К таким выводам пришли нидерландские ученые, используя данные нового спутника ICESat-2 LiDAR об изменении высоты прибрежных зон. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Согласно последнему отчету Межправительственной группы по изменению климата, уровень моря однозначно повысится более чем на 80 сантиметров, но пока непонятно, успеет ли это произойти в XXI веке. Исследования показывают, что в последние десятилетия значительно участились случаи наводнений, штормов и других стихийных бедствий, прямо или косвенно свидетельствующих о повышении уровня моря. Параллельно с этим на побережьях всего мира наблюдается проседание поверхности суши, которое составляет в среднем порядка 2,5 миллиметров в год, и в прибрежных городах эта цифра может доходить до 87 миллиметров в год. При этом существующие климатические модели, основанные на данных спутниковых наблюдений, достаточно грубо оценивают высоту поверхности планеты, что может приводить к заниженным оценкам повышения уровня моря. К примеру, у наиболее точной из ныне существующих модели CoastalDEM15 GDEM наилучшая средняя абсолютная ошибка составляет 1,26 метра.
Алджоса Хужер (Aljosja Hooijer) и Роналд Верниммен (Ronald Vernimmen) из нидерландского исследовательского института Deltares составили прогноз повышения уровня моря до 2100 года. Для этого они воспользовались новой глобальной цифровой моделью местности, построенной с помощью данных наблюдения со спутника ICESat-2 LiDAR. Средняя абсолютная ошибка для этой модели составляет 0,29 метра, а разрешение — 0,05 градуса. В качестве территорий с наибольшим уровнем риска рассматривались прибрежные низменности, расположенные не более чем на два метра выше среднего уровня моря.
Выяснилось, что в мире 1,05 миллиона квадратных километров прибрежных территорий возвышаются над морем не более чем на два метра, то есть находятся в зоне высокого риска затопления. Около трети таких земель (0,32 миллиона квадратных километров) находится в тропической Азии. Сейчас в прибрежных низменностях мира проживает 267 миллионов человек, из них 191 миллион человек — в тропическом поясе и 157 миллионов в тропической Азии. С 2000 по 2020 годы средний прирост населения прибрежных низменностей составил 1,3 процента в год и был очень неоднородным (в США не превышал 0,5 процента в год, а в Северной Африке достигал трех процентов). Если предположить, что темпы роста населения и проседания поверхности суши останутся на уровне 2020 года, то к 2100 году в зоне риска окажется 1,46 миллиона квадратных километров прибрежных территорий, на которых будет проживать уже 410 миллионов человек. Для некоторых стран это может стать настоящей катастрофой: так, в Бангладеш уже на момент 2020 года в зоне риска находится 16 процентов территории, на которой проживает 18,1 миллиона человек, а Дельта Ганга затапливается ежегодно на 20-60 процентов.
Ранее экспертный опрос, проведенный среди 106 авторов наиболее цитируемых научных публикаций о повышении уровня Мирового океана, показал, что ученые расходятся с политиками в климатических прогнозах. Прогнозы климатологов оказались жестче, чем прогнозы политических организаций: по таянию ледников на 81 процент, по повышению уровня моря на семь процентов, по общему антропогенному воздействию на климат на четыре процента.
Марина Попова
Однако в условиях неустойчивого землепользования угнетение лесов начнется еще до достижения этого порога
Тропические леса Земли смогут выдержать повышение температуры воздуха не более чем на 3,9±0,5 градуса Цельсия. При нынешних темпах потепления это означает их коллапс примерно через 132 года, но с учетом вырубок, пожаров и почвенной эрозии в тропических регионах критический порог может быть пройден и раньше. Такие прогнозы содержит исследование, опубликованое в журнале Nature. Биом тропических лесов находится в зоне стабильного теплого климата со слабо выраженными межсезонными колебаниями температур. Температуры воздуха здесь оптимальны для фотосинтеза, поэтому тропические леса имеют высокую продуктивность и способны депонировать большое количество атмосферного углерода. К изменениям столь стабильных условий местные виды растений адаптированы слабо, поэтому даже незначительное повышение температуры воздуха ставит устойчивость тропических экосистем под угрозу. Ученые под руководством Кристофера Даути (Christopher Doughty) из Университета Северной Аризоны исследовали отклик листьев деревьев в тропических лесах бассейна Амазонки, Центральной Африки и Юго-Восточной Азии на изменение температуры воздуха. Для этого они использовали данные прямых измерений температуры листьев с помощью термопар и пиргеометров и данные дистанционного зондирования проекта ECOSTRESS, который отслеживает температуру земной поверхности. Авторы исходили из того, что средняя температура воздуха, при которой начинается критическое угнетение физиологических процессов в тропических растениях, составляет 46,7 градуса Цельсия (она эмпирически определена в проведенном ранее исследовании). Они установили, что уже сейчас 0,01 процента всех листьев переходят порог этой критической температуры как минимум один раз за сезон. Если критическая температура действует на лист в течение длительного времени (дольше восьми минут), это может приводить к его смерти, а смерть листьев, в свою очередь, приводит к снижению общего испарительного охлаждения и все более сильному нагреву растения. На отдельных участках тропических лесов (например, в юго-восточной части бассейна Амазонки) деревья уже могли приблизиться к порогу своей устойчивости и даже перейти его. С помощью моделирования ученые проверили, как отреагируют листья деревьев на повышение среднемировой температуры воздуха на два, три и четыре градуса Цельсия (это соответствует сценариям RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 8.5, в которых количество антропогенных выбросов парниковых газов меняется от серьезно сниженного до неограниченного). Они установили, что средним переломным уровнем потепления для тропических лесов мира является увеличение температуры воздуха на 3,9±0,5 градуса Цельсия. При нынешнем темпе роста температуры на 0,03 градуса Цельсия в год до полного угнетения тропических лесов остается 132 года, но массовая гибель листьев может произойти уже через 102 года. Расчеты имеют неопределенность, поэтому авторы указали интервал опасного для тропиков потепления: от двух до восьми градусов Цельсия относительно доиндустриального уровня. Они отметили, что на устойчивость лесов влияет не только температура воздуха, но и землепользование, которое в тропических регионах зачастую неустойчивое и приводит к обширным рубкам, пожарам и почвенной эрозии. Из-за этих факторов критический нагрев участков леса может происходить быстрее и при более низких температурах. Это уже не первое исследование, которое указывает на неустойчивость лесов амазонского бассейна: ранее ученые установили, что местные тропики еще начиная с 2007 года стали выделять больше углекислого газа, чем способны поглотить, и оценили его некомпенсированные выбросы в регионе в 480±180 миллионов тонн ежегодно.