Углерод, выбрасываемый в атмосферу в результате уменьшения площади вечной мерзлоты в Арктике, в сочетании с более высоким поглощением солнечной энергии земной поверхностью вследствие таяния морского льда и снега на суше ускорит изменение климата и окажет значительное влияние на мировую экономику.
Новая статья в журнале Nature Communications показывает, что комбинация этих факторов может увеличить долгосрочное экономическое воздействие изменения климата до 70 триллионов долларов при условии смягчения последствий в соответствии с текущими национальными обязательствами по сокращению выбросов углерода.
В соответствии с Парижским соглашением Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) главная цель заключается в ограничении повышения глобальной температуры до 1,5 °C с доиндустриального уровня. Дополнительное воздействие на экономику при этом снижается до 25 триллионов долларов. В обоих случаях основной движущей силой дополнительных затрат станет выброс углерода в вечной мерзлоте.
Междисциплинарная исследовательская группа надеется, что ее оценки позволят лучше понять социально-экономические риски, связанные с изменением климата при различных сценариях, и помогут директивным органам принять взвешенные решения в отношении целей сокращения выбросов.
Ученые исследовали симуляции сложных, современных, физических моделей для количественной оценки обратной связи между углеродом и вечной мерзлотой, а также обратной связи между земной поверхностью и солнечной энергией. Первая приводит к высвобождению дополнительного углерода из-за оттаивания вечной мерзлоты, а вторая повышает глобальную температуру, так как поверхность Земли начинает поглощать больше солнечного света из-за уменьшения ледяного покрова на суше и в Белом море.
Почти все исследования климата на сегодняшний день предполагают нулевую обратную связь у мерзлоты и постоянную – у солнечной энергии. Тем не менее, недавние наблюдения и компьютерные модели показали, что первая является более сильной, и при этом обе – нелинейные, то есть их сила изменяется по мере того, как на Земле становится теплее. Это влияет на их воздействие, как на глобальный климат, так и на мировую экономику.
«Арктический морской лед и снег на суше в настоящее время вносят около 66 процентов в глобальную обратную связь между земной поверхностью и солнечной энергией», – отметил ведущий автор исследования Дмитрий Юмашев из Центра Пентланда по устойчивому развитию бизнеса при Ланкастерском университете.
«Эти два компонента устанавливаются на максимальные значения для глобальных температур в пределах диапазона, охватываемого Парижским соглашением, но если климат прогреется дальше, то летний и весенний морской лед и снежный покров отступят дальше на север, а обратная связь фактически ослабнет.
«Однако обратная связь вечной мерзлоты растет все сильнее в теплых климатах. Обе обратные связи характеризуются нелинейными реакциями на потепление, включая различную задержку между повышением глобальной температуры и выбросами углерода в вечной мерзлоте».
«По сравнению с нулевой и постоянной обратными связями – унаследованными значениями, используемыми при моделировании климата до этого момента – объединенные нелинейные связи вызывают значительное дополнительное потепление в глобальном масштабе в сценариях с низким и средним уровнем выбросов».
Сценарии с низким уровнем выбросов в исследовании включают достижение к 2100 году повышения средней температуры на 1,5 °C и 2 °C относительно доиндустриальных значений, в то время как сценарии со средними выбросами включают уровни смягчения, согласующиеся с текущими национальными обязательствами. Согласно им к 2100 году мир прогреется примерно на 3 °C по сравнению с доиндустриальным параметром.
Сюда входят также сценарии с высоким уровнем выбросов, такие как текущая траектория обычного бизнеса, которая, как ожидается, приведет к потеплению примерно на 4 °C к 2100 году и окажет самое большое воздействие на экосистемы и общество. При этом сила обратной связи мерзлоты достигнет своего пика, и больше не будет увеличиваться.
Для целей исследования предполагается, что другие основные обратные связи Земли, например, вызванные изменениями облаков и водяного пара в ответ на потепление, остаются постоянными, что подтверждается последними двумя поколениями климатических моделей.
При всех сценариях наличие нелинейных обратных связей Арктики по сравнению с предыдущими постоянными значениями приводит к увеличению общей стоимости изменения климата, состоящей из затрат на смягчение последствий сокращения выбросов, расходов на адаптацию к новым климатическим условиям и остаточных воздействий, связанных с климатом. Увеличение происходит в основном за счет дополнительных воздействий температуры на экономику, экосистемы и здоровье человека, а также за счет дополнительных воздействий повышения уровня моря.
Все затраты были оценены с использованием моделирования в специально разработанной интегрированной модели оценки PAGE-ICE, которая включает в себя простые статистические представления арктических обратных связей, полученных из сложных моделей. Оно имеет множество обновлений в области науки о климате и экономики, включая последние оценки неопределенности.
Согласно второму сценарию, дополнительное воздействие, основанное на тысячах симуляций нелинейных обратных связей, оценивается в 70 триллионов долларов, что примерно в 10 раз превышает текущие оценки долгосрочных экономических выгод от маршрутов транзитных перевозок и добычи полезных ископаемых в арктическом регионе.
С учетом предыдущих оценок обратной связи по Арктике общие затраты на изменение климата, связанные с первым сценарием, практически одинаковы и составляют около 600 триллионов долларов. Для сравнения, оценочная стоимость третьего сценария составляет около 2000 триллионов долларов. Нелинейные обратные связи добавляют дополнительные 25 триллионов долларов к 600 триллионам для сценария с повышением средней температуры на 1,5 градуса Цельсия и 34 триллионов долларов для сценария с повышением на 2 градуса. Таким образом, нелинейные обратные связи делают цель в 1,5 градуса более экономически привлекательной.
Доктор Юмашев добавил: «Наши результаты подтверждают необходимость более активных мер по смягчению изменения климата, чтобы глобальное повышение температуры оказалось ниже 2 градусов.
«Мы надеемся, что наша работа приведет к дальнейшим оценкам многочисленных нелинейных процессов в климатической системе Земли, связанных как с Арктикой, так и с другими регионами».