В течение каждого года на протяжении последней четверти века мировой океан поглощал огромное количество тепловой энергии, которое в 150 раз превышает энергию, ежегодно производимую человечеством в качестве электричества. Об этом сообщается в исследовании, проведенном учеными из института океанографии Скриппса, являющегося частью Калифорнийского университета в Сан-Диего, и института окружающей среды Принстона. Сильное потепление океана, обнаруженное специалистами, свидетельствует о том, что Земля более чувствительна к выбросам ископаемого топлива, чем считалось ранее.
Эксперты опубликовали в журнале Nature статью 1 ноября, в которой говорится о том, что мировой океан принял свыше 13 цеттаджоулей (джоуль является стандартной единицей измерения энергии, а цетта обозначает цифру с 21 нулем) тепловой энергии за период между 1991 и 2016 годами. Исследование было профинансировано Национальным управлением океанических и атмосферных исследований, а также Принстонским институтом окружающей среды.
Лауре Респланди, одна из авторов исследования и доцент кафедры геологии в Принстонском институте окружающей среды, сообщила, что согласно ее расчетам количество принятого океаном тепла на 60 процентов больше значения, указанного в Пятом докладе об оценке изменения климата, составленном Межправительственной группой Организации Объединенных Наций по изменению климата (IPCC) и представленного в 2014 году.
«Представьте на минутку, что глубина мирового океана равна всего 9 метрам. Наши данные показывают, что в этом случае, начиная с 1991 года, каждое десятилетие он бы нагревался на 6,5 градуса Цельсия. Если же взять результаты IPCC, то его температура повысилась бы лишь на 4 градуса», – отметила Респланди, которая была доктором наук в Скриппсе.
«Ученые знают, что океан поглощает примерно 90 процентов всей избыточной энергии, появляющейся по мере нагревания Земли, поэтому информация о фактическом количестве поглощенной энергии дает возможность специалистам оценить ожидаемое потепление поверхности Земли», – отмечает соавтор исследования Ральф Килинг, геофизик из института океанографии Скриппса и бывший помощник Респланди.
«Благодаря увеличению доверия к предоставляемым оценкам потепления океана, можно снизить неопределенность касательно чувствительности климата. К примеру, удалось опровергнуть версию о его низкой чувствительности», – добавил Килинг.
Параметр чувствительности климата используют при оценке допустимых выбросов, чтобы затем разработать стратегии по смягчению климатических изменений. Большинство климатологов за последнее десятилетие пришли к общему выводу о том, что если средняя температура на всей планете превысит доиндустриальный уровень на 2 градуса Цельсия, то человечество, скорее всего, столкнется с масштабными и опасными последствиями.
Выводы, сделанные исследователями, показывают, что если общество хочет предотвратить рост температуры выше указанной отметки, то ему необходимо сократить выбросы углекислого газа (главный виновник парникового эффекта) на 25 процентов по сравнению со значением, которое было отмечено ранее. По словам Респланди, эти результаты являются первыми, которые базируются на измерительных методах, не зависящих от доминирующей методики, используемой в существующих исследованиях.
Предыдущие оценки основываются на миллионах измерениях температуры океана, которые были интерполированы для расчета его общего теплосодержания. Однако из-за пробелов в охвате данных этот подход дает неопределенные результаты. Сеть роботизированных датчиков, известных как Argo, способна осуществлять всесторонние измерения температуры и солености океана по всему миру, но она имеет полные сведения только за 2007 год и оценивает лишь верхнюю половину океана. За последние годы было проведено несколько переоценок теплосодержания, базирующихся на информации о температуре океана, включая недавние данные «Арго», что и привело к пересмотру выводов IPCC.
Респланди и ее соавторы использовали высокоточные измерения кислорода и углекислого газа в воздухе, чтобы определить, сколько тепла поглотил океан за то время, пока они проводили исследование. Они измерили нагрев океана, рассмотрев общее количество O2 и CO2 в воздухе, которое они назвали «потенциальным кислородом атмосферы» или APO. Метод основывается на том факте, что кислород и двуокись кислорода хуже растворяются в более теплой воде.
Когда океан нагревается, эти газы, как правило, выделяются в воздух, что увеличивает уровень APO. На него также влияют сжигание ископаемого топлива и океанский процесс, связанный с поглощением избыточного CO2. Сравнив изменения в APO с изменениями, ожидаемыми из-за использования ископаемого горючего и поглощения углекислого газа, исследователи смогли рассчитать, сколько APO исходит из океана из-за его нагрева. Это значение совпало с его теплоэнергетическим содержанием.