Наступит ли час «Х» для нашей биосферы?

Комбинируя ограниченное количество климатических и биосферных механизмов, можно получить различные варианты прогноза глобального изменения климата. Наибольший интерес представляют самые неблагоприятные варианты. Российские ученые ищут их при поддержке программы президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы».

Согласно математической модели многолетней динамики углерода в атмосфере, предложенной специалистами красноярского Института биофизики СО РАН, возможность необратимых изменений климата и разрушения биосферы вполне реальна. При сильном загрязнении атмосферы углекислым газом рост биосферы просто прекратится.

На сегодняшний день в математических моделях климата нет недостатка. Большинство из них предполагает, что из-за сжигания ископаемого топлива концентрации СО2 в атмосфере и приповерхностная температура будут меняться постепенно и равномерно. Но равномерный ход глобальных изменений — это лишь один из возможных вариантов будущего, причем самый оптимистичный. Равномерность означает возможность затормозить негативные изменения, уменьшив интенсивность антропогенного воздействия. Но не исключен и катастрофический вариант, когда доза или интенсивность изменений превысит порог устойчивости системы «климат—биосфера». В этом случае глобальные изменения могут стать лавинообразно нарастающими и необратимыми. Основания для беспокойства есть, поскольку в последнее время температура и концентрация углерода в атмосфере растут очень быстро. Так, средняя температура земной поверхности с 1860 года выросла примерно на полградуса, в то время как за 10 тысяч лет, прошедшие со времени последнего ледникового периода, она повысилась всего на 5 градусов, то есть скорость увеличения температуры выросла на порядок. А концентрация СО2 не была столь высокой, как сегодня, ни в последние 420 тыс. лет, ни, вероятно, в течение последних 20 млн. лет.

Климатическая модель красноярских биофизиков описывает динамику трех резервуаров углерода: атмосферы, живых растений и органических остатков. Модель рассматривает только процессы, протекающие в поверхностных слоях суши, что позволяет не учитывать тепловую инерцию океана.

Вычислительные эксперименты по моделированию будущей динамики пулов углерода показали, что даже при умеренных темпах сжигания ископаемых топлив в биосфере разовьются катастрофические процессы. Существует и «дата необратимости», после которой в системе начинаются необратимые изменения. Чем сильнее парниковый эффект, тем ближе будет эта дата. Опасность заключается и в том, что до этой даты и некоторое время после нее изменения в параметрах биосферы и климата не будут внушать тревоги. Зато с ослаблением парникового эффекта «дата необратимости» отодвигается в будущее. Так, согласно модели, биосферу спасет полное прекращение антропогенной эмиссии углерода в атмосферу в 2059 году. Если сделать это всего на пять лет позже, в 2064 году, то необратимые изменения начнутся в середине XXIV века, а конец наступит к началу XXV. Если же человечество не перестанет жечь топливо до 2090 года, то не доживет до 2200 г. Вот такой прогноз.

Авторы модели осознают, что она уязвима для критики. Но единственно верный сценарий глобальных изменений климата построить вообще невозможно из-за неточности оценок глобальных параметров и неопределенности экономических прогнозов. Более реально построить несколько сценариев разной степени оптимистичности. И самые пессимистичные варианты надо проверять в первую очередь.