Глобус нагрівається. І земля, і океани зараз тепліші, ніж це було, коли почалося ведення обліку в 1880 році, і температура все ще піднімається вгору. Це підняття тепла - це глобальне потепління, коротко кажучи.
Ось голові цифри, за даними Національної адміністрації океаніки та атмосфери (NOAA): між 1880 та 1980 роками глобальна річна температура в середньому зростала зі швидкістю 0,13 градуса Фаренгейта (0,07 градуса Цельсія) на десятиліття. З 1981 року темпи приросту зросли до 0,18 градусів F (0,18 градусів С) на десятиліття. Це призвело до загального підвищення середньої глобальної температури на 3,6 градуса F (порівняно з доіндустріальною епохою на сьогодні). У 2019 році середня глобальна температура над сушею та океаном була на 1,75 градуса F (0,95 градусів С) вище середнього за 20 століття. Це зробило 2019 рік другим найгарячішим роком рекордів, прийшовши лише на 2016 рік.
Цей підйом тепла викликається людиною. Спалювання викопного палива викидає в атмосферу парникові гази, які захоплюють тепло від сонця та піднімають температуру поверхні та повітря.
Як парниковий ефект відіграє певну роль
Основним рушієм сьогоднішнього потепління є спалювання викопного палива. Ці вуглеводні нагрівають планету за допомогою парникового ефекту, що викликається взаємодією між атмосферою Землі та надходженням сонячного випромінювання.
"Основні фізики парникового ефекту з'ясували більше ста років тому розумний хлопець, використовуючи лише олівець і папір", - розповів "Live Science" професор геології та екологічних наук з Пітсбурзького університету Йозеф Верн.
Цей "розумний хлопець" був Шванте Арреніус, шведський вчений та можливий лауреат Нобелівської премії. Простіше кажучи, сонячне випромінювання потрапляє на поверхню Землі, а потім, як тепло, відскакує назад в атмосферу. Гази в атмосфері захоплюють це тепло, не даючи йому вийти в порожнечу космосу (хороша новина для життя на планеті). У статті, представленій у 1895 році, Арреній з'ясував, що парникові гази, такі як вуглекислий газ, можуть захоплювати тепло близько до поверхні Землі, і що невеликі зміни кількості цих газів можуть мати велику різницю в тому, скільки тепла буде захоплено.
Звідки беруться парникові гази
З початку промислової революції люди швидко змінювали баланс газів в атмосфері. Спалювання викопного палива, як вугілля та нафта, виділяє водяну пару, вуглекислий газ (CO2), метан (CH4), озон та оксид азоту (N2O), первинні парникові гази. Вуглекислий газ - найпоширеніший парниковий газ. Між приблизно 800 000 років тому та початком промислової революції, присутність CO2 в атмосфері становило близько 280 частин на мільйон (проміле, що означає, що в повітрі міститься приблизно 208 молекул CO2 на мільйон молекул повітря). Станом на 2018 рік (минулого року, коли наявні повні дані), середній показник CO2 в атмосфері становив 407,4 проміле, згідно з даними Національних центрів екологічної інформації.
Це може здатися не дуже схожим, але за даними Інституту океанографії Скриппса, рівень CO2 не був таким високим після епохи пліоцену, що сталася між 3 мільйонами і 5 мільйонами років тому. У той час Арктика була без ожеледиці щонайменше частину року та значно тепліша, ніж сьогодні, згідно з дослідженнями 2013 року, опублікованими в журналі Science.
У 2016 році на CO2 припадало 81,6% усіх викидів парникових газів в США, згідно з аналізом Агентства з охорони навколишнього природного середовища (EPA).
"Ми знаємо, що завдяки інструментальним вимірюванням з високою точністю спостерігається безпрецедентне збільшення CO2 в атмосфері. Ми знаємо, що CO2 поглинає інфрачервоне випромінювання, а середня глобальна температура зростає", - Кейт Пітерман, професор хімії Йоркського коледжу Пенсільванії, та його науковий партнер Грегорі Фой, доцент кафедри хімії Йоркського коледжу Пенсільванії, розповів Live Science у спільному електронному повідомленні.
CO2 проникає в атмосферу за допомогою різних маршрутів. Спалювання викопного палива виділяє CO2 і, безумовно, є найбільшим внеском США в викиди, які зігрівають земну кулю. Відповідно до звіту EPA за 2018 рік, спалювання викопного палива в США, включаючи виробництво електроенергії, викинуло в атмосферу трохи більше 5,8 мільярда тонн (5,3 мільярда тонн) CO2. Інші процеси - такі, як неенергетичне використання палива, виробництво заліза та сталі , виробництво цементу та спалювання відходів - збільшують загальний річний викид CO2 у США до 7 млрд. тонн (6,5 млрд. тонн).
Вирубка лісів також значною мірою сприяє надлишку CO2 в атмосфері. Насправді вирубка лісів є другим за величиною антропогенним джерелом вуглекислого газу (створене людиною), згідно з дослідженнями, опублікованими університетом Дюка. Після того як дерева гинуть, вони виділяють вуглець, який вони зберігали під час фотосинтезу. Відповідно до Глобальної оцінки лісових ресурсів 2010 року, вирубка лісів викидає в атмосферу майже мільярд тонн вуглецю на рік.
В усьому світі метан є другим за поширеністю парниковим газом, але він найбільш ефективний при захопленні тепла. EPA повідомляє, що метан у 25 разів ефективніший у відловленні тепла, ніж вуглекислий газ. У 2016 році газ становив близько 10% усіх викидів парникових газів в США, повідомляє EPA.
Метан може надходити з багатьох природних джерел, але людина спричиняє значну частину викидів метану через видобуток, використання природного газу, масовий збір худоби та використання сміттєзвалища. Згідно з EPA, велика рогата худоба є найбільшим джерелом метану в США, тварини виробляють майже 26% загальних викидів метану.
Існують деякі сподіваються тенденції щодо кількості викидів парникових газів в США. Відповідно до звіту EPA за 2018 рік, ці викиди зросли на 2,4% між 1990 та 2016 роками, але знизилися на 1,9% між 2015 та 2016 роками.
Частина цього спаду була спричинена теплою зимою 2016 року, яка потребувала менше палива для опалення, ніж зазвичай. Але ще одна істотна причина цього нещодавнього зниження - це заміна вугілля природним газом, повідомляє Центр кліматичних та енергетичних рішень. США також переходить від економіки, що базується на виробництві, до економії, що не потребує вуглецю. Згідно з EPA, паливо-енергозберігаючі транспортні засоби та стандарти енергоефективності будівель також покращили викиди.
Вплив глобального потепління
Глобальне потепління не означає просто потепління, саме тому "зміна клімату" стала вподобаним терміном серед дослідників та політиків. У той час як земна куля в середньому стає спекотнішою, це підвищення температури може мати парадоксальні наслідки, такі як частіші та сильні снігопади. Зміна клімату може і вплине на земну кулю кількома великими способами: розтопленням льоду, висушуванням вже посушливих районів, спричиненням крайніх погодних умов і порушенням делікатного балансу Світового океану.
Танення льоду
Мабуть, найбільш помітний ефект зміни клімату на даний момент - танення льодовиків та морського льоду. Крижані покриви відступають з кінця останнього льодовикового періоду, приблизно 11 700 років тому, але потепління минулого століття прискорило їхню смерть. Дослідження 2016 року виявило, що на 99% існує ймовірність того, що глобальне потепління спричинило недавнє відступ льодовиків; насправді, показали дослідження, ці річки льоду відступили в 10 - 15 разів більше відстані, якби клімат залишався стабільним. Національний парк льодовика в штаті Монтана мав 150 льодовиків наприкінці 1800-х років. Сьогодні їх нараховується 26. Втрата льодовиків може призвести до втрати людського життя, коли крижані греблі, що стримують льодовикові озера, дестабілізуються та лопнуть, або коли лавини, спричинені нестабільними льодовиками, поховають села.
На Північному полюсі потепління протікає вдвічі швидше, ніж на середніх широтах, і морський лід демонструє деформацію. Осінній і озимий ожеледиця в арктичних рекордно низьких рівнях як у 2015, так і у 2016 році, тобто крижані простори не охопили стільки відкритого моря, як раніше спостерігалось. За даними NASA, за останні 13 років було виміряно 13 найменших значень максимальної зимової протяжності морського льоду в Арктиці. Лід також утворюється пізніше в сезон і швидше тане навесні. За даними Національного центру даних щодо снігу та льоду, за останні 40 років кількість морського льоду зменшилась на 3,15% на десятиліття. Деякі вчені вважають, що Північний Льодовитий океан побачить лідове літо протягом 20 або 30 років.
В Антарктиці картина була трохи менш чіткою. Західний Антарктичний півострів прогрівається швидше, ніж де-небудь ще, крім деяких частин Арктики, згідно з даними Коаліції Антарктики та Південного океану. На півострові тут ледве шельф Ларсен С прорвався в липні 2017 року, породивши айсберг розміром з Делавер. Зараз, вчені кажуть, що чверть льоду Західної Антарктиди загрожує обваленням, і величезні льодовики на острові Тайваї та Соснові острови течуть у п’ять разів швидше, ніж у 1992 році.
Морський лід біля Антарктиди надзвичайно мінливий, хоча деякі райони фактично досягли рекордно високих показників за останні роки. Однак ці записи можуть мати відбитки кліматичних змін, оскільки вони можуть бути наслідком переміщення наземного льоду в море під час танення льодовиків або від зміни вітрів, пов'язаних з потеплінням. Однак у 2017 році ця модель рекордно високого льоду різко змінилася, при цьому кількість рекордно низьких. 3 березня 2017 року морський лід на Антарктиці вимірювався на 71 000 квадратних миль (184 000 квадратних кілометрів) менше, ніж попередній мінімум, з 1997 року.
Підігрівати
Глобальне потепління також змінить речі між полюсами. У багатьох вже сухих районах очікується ще сухіше, коли світ прогріється. Наприклад, південно-західна та центральна рівнина Сполучених Штатів, як очікується, переживатимуть "мегапороти" довгі десятиліття суворіше, ніж будь-що інше в людській пам'яті.
"Майбутнє посухи в Західній Північній Америці, ймовірно, буде гіршим, ніж хтось зазнав в історії США", - Бенджамін Кук, науковець із клімату Інституту космічних досліджень Годдарда NASA в Нью-Йорку, який опублікував дослідження в 2015 році ці посухи, розповів Live Science. "Це посухи, що настільки виходять за межі нашого сучасного досвіду, що навіть неможливо навіть подумати".
Дослідження передбачало 85% шансів посух тривати принаймні 35 років у регіоні до 2100 р. Основним рушієм, виявили дослідники, є зростаюче випаровування води з більш гарячого та гарячого ґрунту. Значна частина опадів, які випадають у цих посушливих регіонах, буде втрачена.
Тим часом, дослідження 2014 року показали, що в багатьох районах, швидше за все, буде менше опадів, оскільки клімат потепліє. Найбільш важко піддаються дослідження субтропічних регіонів, включаючи Середземноморське, Амазонську, Центральну Америку та Індонезію, а дослідження Південної Африки, Мексики, Західної Австралії та Каліфорнії також пересохнуть.
Екстремальна погода
Ще один вплив глобального потепління: екстремальна погода. Очікується, що урагани та тайфуни посиляться в міру потепління планети. Гарячі океани випаровують більше вологи, саме цей двигун рухає ці бурі. Міжурядова комісія ООН з питань зміни клімату (МГЕЗК) передбачає, що навіть якщо світ диверсифікує свої джерела енергії та перейде до економії, що не потребує використання викопних палив (відомий як сценарій А1В), тропічні циклони, ймовірно, будуть до 11% більше в середньому інтенсивний. Це означає більше пошкодження вітру та води на вразливих берегових лініях.
Парадоксально, але зміни клімату можуть також спричинити частіші сильні снігопади. За даними Національних центрів екологічної інформації, екстремальні снігопади на сході Сполучених Штатів стали вдвічі рідшими, ніж вони були на початку 1900-х років. І знову ця зміна настає через те, що потепління океанських температур призводить до посилення випаровування вологи в атмосферу. Ця волога підсилює шторми, які вражають континентальний США.
Порушення океану
Деякі з найбільш безпосередніх наслідків глобального потепління знаходяться під хвилями. Океани виступають як раковини вуглецю, а значить, вони поглинають розчинений вуглекислий газ. Це не погано для атмосфери, але це не чудово для морської екосистеми. Коли діоксид вуглецю вступає в реакцію з морською водою, pH води знижується (тобто стає більш кислим), процес відомий як підкислення океану. Ця підвищена кислотність їсть у оболонках каркаса кальцію та скелетах, від яких залежить багато океанських організмів. Ці тварини включають молюсків, петероподів та коралів, повідомляє NOAA.
Зокрема, корали - це канарка у вугільній шахті для зміни клімату в Світовому океані. Морські вчені спостерігали тривожний рівень відбілювання коралів, події, коли корали виганяють симбіотичні водорості, які забезпечують корал поживними речовинами та надають їм яскраві кольори. Відбілювання відбувається, коли корали піддаються стресу, і до стресових факторів можуть бути високі температури. У 2016 та 2017 роках Великий бар’єрний риф в Австралії пережив події відбілювання від спини. Корал може пережити відбілювання, але повторні події відбілювання роблять виживання все менш і менш ймовірним.
Не було кліматичного перерви
Незважаючи на переважну наукову згоду щодо причин та реальності глобального потепління, питання є політичним. Наприклад, люди, які заперечують зміни клімату, стверджували, що потепління сповільнилося між 1998 і 2012 роками, явище, відоме як "перерва на кліматичні зміни".
На жаль для планети, перерва ніколи не бувала. Два дослідження, одне, опубліковане в журналі Science в 2015 році і одне, опубліковане в 2017 році в журналі Science Advances, проаналізувало дані температури океану, які показали уповільнення потепління, і виявило, що це була просто помилка вимірювання. У період з 1950-х та 1990-х років більшість вимірювань температури океану проводилися на дослідних човнах. Вода буде перекачуватися в труби через машинний кабінет, який закінчився нагріванням води. Після 90-х років вчені почали використовувати системи на основі океанських буїв, які були більш точними для вимірювання температури океану. Проблема виникла тому, що ніхто не виправляв зміну вимірювань між човнами та буями. Внесення цих виправлень показало, що океани в середньому за декаду з 2000 року прогрівались на 0,22 градуси F (0,12 градуса С), що майже вдвічі швидше, ніж раніше оцінювали 0,12 градуси F (0,07 градусів С) на десятиліття.
Швидкі факти глобального потепління
За даними NASA:
