Если эта тенденция сохранится нынешними быстрыми темпами, это создаст значительную нагрузку на наземные экосистемы по всему миру, и многим биологическим видам придется адаптироваться к поведению, эволюции или географическому положению, чтобы выжить.Хотя некоторые из изменений, которые планета испытает в следующие несколько десятилетий, уже «встроены в систему», то, насколько изменится климат в конце 21 века, будет во многом зависеть от реакции людей.Выводы основаны на обзоре климатических исследований, проведенном Ноа Диффенбо, доцентом кафедры экологических наук о системе Земли, и Крисом Филдом, профессором биологии и науки об окружающей среде Земли, а также директором Департамента глобальной экологии Института Карнеги.
Работа является частью специального отчета об изменении климата в текущем выпуске журнала Science.Диффенбо и Филд, оба старшие научные сотрудники Стэнфорд-Вудского института окружающей среды, провели целевой, но широкий обзор научной литературы по аспектам изменения климата, которые могут повлиять на экосистемы, и исследовали, как недавние наблюдения и прогнозы на следующее столетие соотносятся с прошлыми событиями. в истории Земли.Например, 20 000 лет назад, когда Земля вышла из последнего ледникового периода, температура на планете повысилась на 5 градусов по Цельсию.
Это изменение сопоставимо с высокими прогнозами потепления на 20 и 21 века.Геологические данные показывают, что 20 000 лет назад, когда ледяной щит, покрывавший большую часть Северной Америки, отступил на север, растения и животные вновь заселили районы, которые были подо льдом. По мере того, как климат продолжал нагреваться, эти растения и животные перемещались на север, в более прохладные страны.
«Из прошлых изменений мы знаем, что экосистемы отреагировали на изменение глобальной температуры на несколько градусов за тысячи лет», — сказал Диффенбо. «Но беспрецедентная траектория, по которой мы сейчас находимся, заставляет это изменение происходить в течение десятилетий. Это на порядки быстрее, и мы уже видим, что некоторые виды сталкиваются с такой скоростью изменений».Одно из самых убедительных доказательств того, как глобальная климатическая система реагирует на высокие уровни углекислого газа, — это исследования палеоклимата.
Пятьдесят пять миллионов лет назад углекислый газ в атмосфере был повышен до уровня, сопоставимого с сегодняшним. Летом в Северном Ледовитом океане не было льда, а близлежащая земля была достаточно теплой, чтобы поддерживать аллигаторов и пальмы.«Есть два ключевых отличия экосистем в ближайшие десятилетия по сравнению с геологическим прошлым», — сказал Диффенбо. «Один из них — это быстрые темпы современного изменения климата. Другой — то, что сегодня существует множество факторов стресса, которых не было 55 миллионов лет назад, таких как урбанизация и загрязнение воздуха и воды».
Рекордное теплоДиффенбо и Филд также рассмотрели результаты двух дюжин климатических моделей, чтобы описать возможные климатические результаты с сегодняшнего дня до конца столетия.
В целом ожидается, что экстремальные погодные явления, такие как волны тепла и ливни, станут более серьезными и частыми.Например, исследователи отмечают, что при продолжающихся выбросах парниковых газов на верхнем уровне сценариев годовые температуры над Северной Америкой, Европой и Восточной Азией увеличатся на 2–4 градуса Цельсия к 2046–2065 годам.
При таком потеплении ожидается, что самое жаркое лето за последние 20 лет будет происходить раз в два года или даже чаще.К концу века, если текущие выбросы парниковых газов останутся неконтролируемыми, температура в северном полушарии будет на 5-6 градусов выше, чем в среднем сегодня.
В этом случае новой годовой нормой становится самое жаркое лето за последние 20 лет.«Нелегко интуитивно представить точные последствия повышения годовых температур на 6 градусов по Цельсию», — сказал Диффенбо. «Но это представит новый климат для большинства земельных участков.
Учитывая влияние, которое такие сезоны в настоящее время оказывают на наземные леса, сельское хозяйство и здоровье человека, мы, вероятно, увидим существенный стресс от очень жарких условий».Ученые также спрогнозировали скорость изменения климата, определяемую как расстояние в год, на которое виды растений и животных должны будут мигрировать, чтобы жить при годовой температуре, аналогичной нынешним условиям. Во всем мире, включая большую часть Соединенных Штатов, виды сталкиваются с необходимостью перемещаться к полюсам или выше в горах, по крайней мере, на один километр в год.
Во многих частях мира происходят гораздо более серьезные изменения.Человеческий факторНекоторые изменения климата будут неизбежны, потому что люди уже выбросили парниковые газы в атмосферу, а атмосфера и океаны уже нагрелись.
«Некоторая инерция уже присутствует», — сказал Диффенбо. «Если бы каждая новая электростанция или завод в мире производили нулевые выбросы, мы все равно увидели бы воздействие существующей инфраструктуры и уже выпущенных газов».Однако более драматические изменения, которые могут произойти к концу века, не высечены на камне. В игре участвует множество человеческих факторов, которые могут замедлить темпы и масштабы изменений — или ускорить их.
Рассмотрим 2,5 миллиарда человек, не имеющих доступа к современным энергоресурсам. Эта энергетическая бедность означает, что им не хватает фундаментальных преимуществ для освещения, приготовления пищи и транспорта, и они более подвержены экстремальным погодным катаклизмам. Расширение доступа к энергии улучшит качество их жизни — и в некоторых случаях их шансы на выживание — но увеличит глобальное потребление энергии и, возможно, ускорит потепление.
Диффенбо сказал, что диапазон климатических прогнозов, предлагаемых в отчете, может информировать лиц, принимающих решения, о рисках, которые различные уровни изменения климата представляют для экосистем.«Нет никаких сомнений в том, что климат, в котором каждое лето жарче, чем самое жаркое за последние 20 лет, представляет реальную опасность для экосистем по всему миру», — сказал Диффенбо. «Однако есть возможности снизить эти риски, а также обеспечить доступ к преимуществам потребления энергии».