stringtranslate.com

Отзывы об изменении климата

Относительная величина 6 основных обратных связей по изменению климата и то, на что они влияют. Положительные обратные связи усиливают реакцию глобального потепления на выбросы парниковых газов , а отрицательные обратные связи уменьшают ее. [1] На этой диаграмме горизонтальные длины красных и синих полос указывают на силу соответствующих обратных связей.

Обратная связь по изменению климата — это естественные процессы, которые влияют на то, насколько повысится глобальная температура при заданном количестве выбросов парниковых газов . Положительная обратная связь усиливает глобальное потепление, а отрицательная — уменьшает его. [2] : 2233  Обратная связь влияет как на количество парниковых газов в атмосфере, так и на величину изменения температуры, которое происходит в ответ . В то время как выбросы являются силой , вызывающей изменение климата, обратная связь объединяется для управления чувствительностью климата к этой силе. [3] : 11 

Хотя общая сумма обратных связей отрицательна, она становится менее отрицательной по мере продолжения выбросов парниковых газов . Это означает, что потепление происходит медленнее, чем было бы при отсутствии обратных связей, но потепление ускорится, если выбросы сохранятся на нынешнем уровне. [4] : 95–96  Чистые обратные связи останутся отрицательными в основном из-за возросшего теплового излучения по мере нагревания планеты , что является эффектом, который в несколько раз больше, чем любая другая единичная обратная связь. [4] : 96  Соответственно, антропогенное изменение климата само по себе не может вызвать неуправляемый парниковый эффект . [5] [6]

Обратные связи можно разделить на физические и частично биологические. Физические обратные связи включают в себя снижение отражательной способности поверхности (из-за уменьшения снежного и ледяного покрова) и увеличение водяного пара в атмосфере. Водяной пар не только является мощным парниковым газом, он также влияет на обратные связи в распределении облаков и температур в атмосфере . Биологические обратные связи в основном связаны с изменениями скорости, с которой растительная масса накапливает CO2 в рамках углеродного цикла . [7] : 967  Углеродный цикл поглощает более половины выбросов CO2 каждый год в растения и в океан. [8] : 676  В долгосрочной перспективе процент будет снижаться, поскольку поглотители углерода становятся насыщенными, а более высокие температуры приводят к таким эффектам, как засухи и лесные пожары . [8] : 698  [4] : 96  [3] : 20 

Сила и взаимосвязи обратных связей оцениваются с помощью глобальных климатических моделей , при этом их оценки калибруются по данным наблюдений, когда это возможно. [4] : 967  Некоторые обратные связи быстро влияют на чувствительность климата, в то время как реакция обратной связи от ледяных щитов растягивается на несколько столетий. [7] : 967  Обратные связи также могут приводить к локальным различиям, таким как полярное усиление в результате обратных связей, которые включают уменьшение снежного и ледяного покрова. Хотя основные связи хорошо понятны, в определенных областях существует неопределенность обратной связи, особенно в отношении обратных связей облаков. [9] [10] Неопределенность углеродного цикла обусловлена ​​большими скоростями, с которыми CO 2 поглощается растениями и выделяется при сжигании или разложении биомассы. Например, таяние вечной мерзлоты приводит к выбросам как CO 2 , так и метана способами, которые трудно моделировать. [8] : 677  Сценарии изменения климата используют модели для оценки того, как Земля будет реагировать на выбросы парниковых газов с течением времени, включая то, как обратные связи будут меняться по мере потепления планеты. [11]

Определения и терминология

Реакция Планка — это дополнительное тепловое излучение, которое объекты испускают по мере того, как они нагреваются. Является ли реакция Планка обратной связью по изменению климата, зависит от контекста. В климатологии реакция Планка может рассматриваться как неотъемлемая часть потепления, которая отделена от радиационных обратных связей и обратных связей углеродного цикла . Однако реакция Планка включается при расчете чувствительности климата . [4] : 95–96 

Обратная связь, которая усиливает первоначальное изменение, называется положительной обратной связью [12] , а обратная связь, которая уменьшает первоначальное изменение, называется отрицательной обратной связью . [12] Обратная связь по изменению климата находится в контексте глобального потепления, поэтому положительная обратная связь усиливает потепление, а отрицательная — уменьшает его. Наименование обратной связи положительной или отрицательной не означает, что обратная связь хорошая или плохая. [13]

Первоначальное изменение, которое запускает обратную связь, может быть вызвано внешним воздействием или может возникнуть из-за внутренней изменчивости климатической системы . [ 14] : 2222  Внешнее воздействие относится к «воздействующему фактору за пределами климатической системы, вызывающему изменение в климатической системе» [14] : 2229  , который может подтолкнуть климатическую систему в сторону потепления или охлаждения. [15] [16] Внешние воздействия могут быть вызваны деятельностью человека (например, выбросы парниковых газов или изменение землепользования ) или естественными (например, извержения вулканов ). [14] : 2229 

Физические отклики

Реакция Планка (отрицательная)

Изменение климата происходит из-за того, что количество теплового излучения, поглощаемого различными частями окружающей среды Земли, в настоящее время превышает количество, излучаемое в космос. [17] По мере усиления потепления, исходящее в космос излучение быстро увеличивается из-за реакции Планка, что в конечном итоге помогает стабилизировать Землю на некотором более высоком уровне температуры [18]

Реакция Планка является «самой фундаментальной обратной связью в климатической системе». [19] : 19  По мере того, как температура черного тела увеличивается, излучение инфракрасного излучения увеличивается пропорционально четвертой степени его абсолютной температуры в соответствии с законом Стефана-Больцмана . Это увеличивает количество исходящего излучения обратно в космос по мере того, как Земля нагревается. [18] Это сильная стабилизирующая реакция, и ее иногда называют «реакцией без обратной связи», потому что это интенсивное свойство термодинамической системы, если рассматривать ее как чисто функцию температуры. [20] Хотя Земля имеет эффективную излучательную способность меньше единицы, излучение идеального черного тела возникает как отделимая величина при исследовании возмущений исходящего излучения планеты.

«Обратная связь» Планка или ответ Планка — это сопоставимый радиационный ответ, полученный из анализа практических наблюдений или глобальных климатических моделей (GCM). Его ожидаемая сила была наиболее просто оценена из производной уравнения Стефана-Больцмана как -4σT 3 = -3,8 Вт/м 2 /K (ватт на квадратный метр на градус потепления). [18] [20] Расчеты с использованием приложений GCM иногда давали заниженную силу, что было вызвано обширными свойствами стратосферы и аналогичными остаточными артефактами, впоследствии идентифицированными как отсутствующие в таких моделях. [20]

Большинство обширных свойств «серого тела» Земли, которые влияют на исходящее излучение, обычно постулируются как охватываемые другими компонентами обратной связи GCM и распределяемые в соответствии с конкретной формулировкой принудительной обратной связи климатической системы. [21] В идеале сила реакции Планка, полученная из GCM, косвенных измерений и оценок черного тела, будет далее сходиться по мере дальнейшего совершенствования методов анализа. [20]

Обратная связь по водяному пару (положительная)

Атмосферные газы поглощают только некоторые длины волн энергии, но прозрачны для других. Модели поглощения водяного пара (синие пики) и углекислого газа (розовые пики) перекрываются в некоторых длинах волн. [22]

Согласно соотношению Клаузиуса–Клапейрона , давление насыщенного пара выше в более теплой атмосфере, и поэтому абсолютное количество водяного пара будет увеличиваться по мере нагревания атмосферы. Иногда его также называют удельной обратной связью по влажности , [7] : 969  , потому что относительная влажность (RH) остается практически постоянной над океанами, но уменьшается над сушей. [23] Это происходит потому, что суша испытывает более быстрое нагревание, чем океан, и снижение RH наблюдается после 2000 года. [4] : 86 

Поскольку водяной пар является парниковым газом , увеличение содержания водяного пара заставляет атмосферу нагреваться еще больше, что позволяет атмосфере удерживать еще больше водяного пара. Таким образом, формируется положительная обратная связь, которая продолжается до тех пор, пока отрицательные обратные связи не приведут систему в равновесие. [7] : 969  Увеличение содержания водяного пара в атмосфере было обнаружено со спутников , и расчеты, основанные на этих наблюдениях, устанавливают силу этой обратной связи на уровне 1,85 ± 0,32 м 2 /К. Это очень похоже на модельные оценки, которые составляют 1,77 ± 0,20 м 2 /К [7] : 969  Любое из этих значений фактически удваивает потепление, которое в противном случае произошло бы только из-за увеличения CO 2 . [24] Как и в случае с другими физическими обратными связями, это уже учтено в прогнозах потепления в сценариях изменения климата . [11]

Скорость падения (отрицательная)

Скорость изменения температуры (зеленый) является отрицательной обратной связью везде на Земле, за исключением полярных широт . Чистая климатическая обратная связь (черный) становится менее отрицательной, если ее исключить (оранжевый) [25]

Скорость изменения температуры — это скорость, с которой атмосферная переменная, обычно температура в атмосфере Земли , падает с высотой . [26] [27] Таким образом, это количественное определение температуры, связанной с излучением, как функции высоты, и не является отдельным явлением в этом контексте. Обратная связь по скорости изменения температуры, как правило, является отрицательной обратной связью. Однако на самом деле это положительная обратная связь в полярных регионах, где она вносит значительный вклад в усиленное полярное потепление, одно из самых больших последствий изменения климата. [28] Это связано с тем, что в регионах с сильными инверсиями , таких как полярные регионы, обратная связь по скорости изменения температуры может быть положительной, поскольку поверхность нагревается быстрее, чем большие высоты, что приводит к неэффективному длинноволновому охлаждению . [29] [30] [31]

Температура атмосферы уменьшается с высотой в тропосфере . Поскольку излучение инфракрасного излучения меняется с температурой, длинноволновое излучение, выходящее в космос из относительно холодной верхней атмосферы, меньше, чем излучение, направленное к земле из нижней атмосферы. Таким образом, сила парникового эффекта зависит от скорости снижения температуры атмосферы с высотой. И теория, и климатические модели указывают на то, что глобальное потепление снизит скорость снижения температуры с высотой, создавая отрицательную обратную связь по градиенту температуры , которая ослабляет парниковый эффект. [29]

Обратная связь по альбедо поверхности (положительная)

Альбедо — это мера того, насколько сильно поверхность планеты может отражать солнечное излучение, что предотвращает его поглощение и, таким образом, оказывает охлаждающее действие. Более яркие и более отражающие поверхности имеют высокое альбедо, а более темные поверхности имеют низкое альбедо, поэтому они нагреваются больше. Наиболее отражающими поверхностями являются лед и снег , поэтому изменения альбедо поверхности в подавляющем большинстве связаны с тем, что известно как обратная связь лед-альбедо. Меньшая часть эффекта также связана с изменениями в физической океанографии , влажности почвы и растительном покрове. [7] : 970 

Наличие ледяного покрова и морского льда делает Северный и Южный полюсы холоднее, чем они были бы без него. [32] Во время ледниковых периодов дополнительный лед увеличивает отражательную способность и, таким образом, снижает поглощение солнечной радиации, охлаждая планету. [33] Но когда происходит потепление и лед тает, его место занимает более темная земля или открытая вода, и это вызывает большее потепление, которое, в свою очередь, вызывает большее таяние. В обоих случаях самоусиливающийся цикл продолжается до тех пор, пока не будет найдено равновесие. [34 ] [35] Следовательно, недавнее сокращение арктического морского льда является ключевой причиной потепления Арктики почти в четыре раза быстрее, чем в среднем по миру с 1979 года (начало непрерывных спутниковых показаний), в явлении, известном как арктическое усиление . [36] [37] И наоборот, высокая стабильность ледяного покрова в Антарктиде , где Восточно-Антарктический ледяной щит возвышается почти на 4 км над уровнем моря, означает, что за последние семь десятилетий он испытал очень небольшое чистое потепление. [38] [39] [40] [41]

Аэрофотоснимок, показывающий участок морского льда. Более светлые синие области — это талые пруды , а самые темные области — открытая вода; оба имеют более низкое альбедо, чем белый морской лед, поэтому их присутствие повышает локальные и глобальные температуры, что способствует большему таянию

По состоянию на 2021 год общая сила обратной связи с поверхностью оценивается в 0,35 [0,10–0,60] Вт·м² / К. [4] : 95  Само по себе сокращение площади арктического морского льда в период с 1979 по 2011 год было ответственно за 0,21 (Вт/м² ) радиационного воздействия . Это эквивалентно четверти воздействия выбросов CO² за тот же период. [35] Совокупное изменение всего морского ледяного покрова в период с 1992 по 2018 год эквивалентно 10% всех антропогенных выбросов парниковых газов . [42] Сила обратной связи между альбедо и льдом не является постоянной и зависит от скорости потери льда — модели прогнозируют, что при сильном потеплении ее сила достигает пика около 2100 года и затем снижается, поскольку к тому времени большая часть легко тающего льда уже будет потеряна. [43]

Когда модели CMIP5 оценивают полную потерю арктического морского ледяного покрова с июня по сентябрь (вероятный результат при более высоких уровнях потепления), это увеличивает глобальные температуры на 0,19 °C (0,34 °F) с диапазоном 0,16–0,21 °C, в то время как региональные температуры увеличатся более чем на 1,5 °C (2,7 °F). Эти расчеты включают эффекты второго порядка, такие как влияние потери льда на региональный градиент температуры, водяной пар и обратные связи облаков [44] и не вызывают «дополнительного» потепления сверх существующих модельных прогнозов. [45]

Отзывы об облаке (положительные)

Подробности взаимодействия облаков с коротковолновой и длинноволновой радиацией на разных высотах атмосферы [46]

При взгляде снизу облака излучают инфракрасное излучение обратно на поверхность, что оказывает согревающий эффект; при взгляде сверху облака отражают солнечный свет и излучают инфракрасное излучение в космос, что приводит к охлаждающему эффекту. Низкие облака яркие и очень отражающие, поэтому они приводят к сильному охлаждению, в то время как высокие облака слишком тонкие и прозрачные, чтобы эффективно отражать солнечный свет, поэтому они вызывают общее потепление. [47] В целом облака оказывают существенное охлаждающее действие. [7] : 1022  Однако ожидается, что изменение климата изменит распределение типов облаков таким образом, что в совокупности уменьшит их охлаждение и, таким образом, ускорит общее потепление. [7] : 975  В то время как изменения облаков действуют как отрицательная обратная связь в некоторых широтах, [25] они представляют собой явную положительную обратную связь в глобальном масштабе. [4] : 95 

По состоянию на 2021 год сила обратной связи облаков оценивается в 0,42 [–0,10 до 0,94] Вт м 2 /К. [4] : 95  Это самый большой доверительный интервал любой обратной связи климата, и это происходит потому, что некоторые типы облаков (большинство из которых присутствуют над океанами) очень трудно наблюдать, поэтому климатические модели не имеют достаточного количества данных, чтобы опираться на них, когда они пытаются имитировать их поведение. [7] : 975  Кроме того, облака сильно пострадали от аэрозольных частиц, в основном от нефильтрованного сжигания богатого серой ископаемого топлива, такого как уголь и бункерное топливо . Любая оценка обратной связи облаков должна распутывать эффекты так называемого глобального затемнения, вызванного также этими частицами. [48] [49]

Таким образом, оценки обратной связи облаков резко различаются между климатическими моделями. Модели с самой сильной обратной связью облаков имеют самую высокую чувствительность к климату , что означает, что они моделируют гораздо более сильное потепление в ответ на удвоение концентрации CO 2 (или эквивалентного парникового газа ), чем остальные. [9] [10] Около 2020 года было обнаружено, что небольшая часть моделей моделирует настолько сильное потепление, что в результате они противоречили палеоклиматическим свидетельствам из ископаемых , [50] [51] и их вывод был фактически исключен из оценки чувствительности климата Шестого оценочного доклада МГЭИК . [4] : 93  [52]

Биогеофизические и биогеохимические обратные связи

СО2отзывы (в основном отрицательные)

Эта диаграмма быстрого углеродного цикла показывает движение углерода между сушей, атмосферой, почвой и океанами в миллиардах тонн углерода в год. Желтые цифры — это естественные потоки, красные — вклад человека в миллиардах тонн углерода в год. Белые цифры обозначают хранимый углерод.

Существуют положительные и отрицательные климатические обратные связи от углеродного цикла Земли. Отрицательные обратные связи велики и играют большую роль в исследованиях инерции климата или динамического (зависящего от времени) изменения климата. Поскольку они считаются относительно нечувствительными к изменениям температуры, их иногда рассматривают отдельно или игнорируют в исследованиях, направленных на количественную оценку чувствительности климата. [21] [53] Прогнозы глобального потепления включают обратные связи углеродного цикла с момента Четвертого оценочного доклада МГЭИК (AR4) в 2007 году. [54] Хотя научное понимание этих обратных связей в то время было ограниченным, с тех пор оно улучшилось. [55] Эти положительные обратные связи включают увеличение частоты и интенсивности лесных пожаров , значительные потери тропических лесов из -за пожаров и высыхания и потери деревьев в других местах. [8] : 698  Тропические леса Амазонки являются хорошо известным примером из-за своих огромных размеров и важности, а также потому, что ущерб, который они испытывают из-за изменения климата, усугубляется продолжающейся вырубкой лесов . Сочетание двух угроз может потенциально трансформировать большую часть или весь тропический лес в состояние, подобное саванне , [56] [57] [58], хотя для этого, скорее всего, потребуется относительно высокое потепление на 3,5 °C (6,3 °F). [59] [60]

В целом, поглотители углерода на суше и в океане поглощают около половины текущих выбросов. Их будущее поглощение является динамичным. В будущем, если выбросы уменьшатся, доля, которую они поглощают, увеличится , и они поглотят до трех четвертей оставшихся выбросов - однако, сырое поглощенное количество уменьшится по сравнению с настоящим. Напротив, если выбросы увеличатся, то сырое поглощенное количество увеличится с настоящего момента, однако доля может снизиться до одной трети к концу 21-го века. [3] : 20  Если выбросы останутся очень высокими после 21-го века, поглотители углерода в конечном итоге будут полностью подавлены, при этом поглотитель океана уменьшится еще больше, а экосистемы суши напрямую станут чистым источником. [8] : 677  Гипотетически, очень сильное удаление углекислого газа также может привести к тому, что поглотители углерода на суше и в океане станут чистыми источниками на несколько десятилетий. [8] : 677 

Роль океанов

Импульсный отклик после впрыскивания 100 ГтС CO2 в атмосферу Земли. [61] Большая часть избыточного углерода удаляется океаном и оседает на суше менее чем за несколько столетий, в то время как значительная часть сохраняется.

Согласно принципу Ле Шателье , химическое равновесие углеродного цикла Земли сместится в ответ на антропогенные выбросы CO2 . Главным фактором этого является океан, который поглощает антропогенный CO2 с помощью так называемого насоса растворимости . В настоящее время на него приходится лишь около трети текущих выбросов, но в конечном итоге большая часть (~75%) CO2, выбрасываемого в результате деятельности человека, растворится в океане в течение столетий: «Лучшее приближение срока службы ископаемого топлива CO2 для общественного обсуждения может составлять 300 лет, плюс 25%, которые сохраняются вечно». [62] Однако скорость, с которой океан будет поглощать его в будущем, менее определена и будет зависеть от стратификации, вызванной потеплением и, потенциально, изменениями в термохалинной циркуляции океана . Считается, что единственным крупнейшим фактором, определяющим общую силу глобального поглотителя углерода, является состояние Южного океана , в частности, опрокидывающей циркуляции Южного океана . [5]

Химическое выветривание

Химическое выветривание в течение геологически долгосрочного периода действует для удаления CO 2 из атмосферы. С текущим глобальным потеплением выветривание усиливается, демонстрируя значительные обратные связи между климатом и поверхностью Земли. [63] Биосеквестрация также захватывает и сохраняет CO 2 биологическими процессами. Образование раковин организмами в океане в течение очень длительного времени удаляет CO 2 из океанов. [64] Полное преобразование CO 2 в известняк занимает от тысяч до сотен тысяч лет. [65]

Первичное производство посредством фотосинтеза

Увеличение глобальной площади листьев в период с 1982 по 2015 год, что было в первую очередь вызвано эффектом удобрения CO2 [66]

Чистая первичная продуктивность растений и фитопланктона растет, поскольку повышенный уровень CO2 подпитывает их фотосинтез в так называемом эффекте удобрения CO2 . Кроме того, растениям требуется меньше воды по мере увеличения концентрации CO2 в атмосфере , поскольку они теряют меньше влаги на эвапотранспирацию через открытые устьица (поры в листьях, через которые поглощается CO2 ) . Однако усиление засух в некоторых регионах все еще может ограничивать рост растений, а потепление за пределами оптимальных условий оказывает последовательно негативное воздействие. Таким образом, оценки для 21-го века показывают, что растения станут намного более многочисленными в высоких широтах вблизи полюсов, но будут расти намного меньше вблизи тропиков - есть только средняя уверенность в том, что тропические экосистемы получат больше углерода по сравнению с настоящим моментом. Однако есть высокая уверенность в том, что общий сток углерода на суше останется положительным. [8] : 677 

Не-CO2газы, влияющие на климат (неясно)

Климатические обратные связи метана в природных экосистемах.

Выброс газов биологического происхождения будет затронут глобальным потеплением, и это включает в себя газы, имеющие отношение к климату, такие как метан , закись азота или диметилсульфид . [67] [68] Другие, такие как диметилсульфид, выбрасываемый океанами, имеют косвенные эффекты. [69] Выбросы метана с суши (особенно с водно-болотных угодий ) и закиси азота с суши и океанов являются известной положительной обратной связью. [70] То есть долгосрочное потепление изменяет баланс в микробном сообществе, связанном с метаном, в пресноводных экосистемах, так что они производят больше метана, в то время как пропорционально меньше окисляется до углекислого газа. [71] Также будут биогеофизические изменения, которые влияют на альбедо. Например, лиственница в некоторых субарктических лесах заменяется елью . Это вносит ограниченный вклад в потепление, поскольку лиственницы сбрасывают хвою зимой и поэтому оказываются более покрытыми снегом, чем ели, которые сохраняют свою темную хвою в течение всего года. [72]

С другой стороны, ожидается, что изменения в выбросах таких соединений, как морская соль, диметилсульфид, пыль, озон и ряд биогенных летучих органических соединений, будут в целом отрицательными. По состоянию на 2021 год все эти не-CO 2 обратные связи, как полагают, практически нейтрализуют друг друга, но существует лишь низкая достоверность, и объединенные обратные связи могут составить до 0,25 Вт м 2 /К в любом направлении. [7] : 967 

Вечная мерзлота (положительный)

Вечная мерзлота не включена в приведенные выше оценки, поскольку ее трудно моделировать, а оценки ее роли сильно зависят от времени, поскольку ее углеродные резервы истощаются с разной скоростью при разных уровнях потепления. [7] : 967  Вместо этого она рассматривается как отдельный процесс, который будет способствовать потеплению в ближайшей перспективе, при этом наилучшие оценки показаны ниже.

Девять вероятных сценариев выбросов парниковых газов от таяния вечной мерзлоты в течение 21-го века, которые показывают ограниченную, умеренную и интенсивную реакцию выбросов CO 2 и CH 4 на низкие, средние и высокие уровни выбросов . Вертикальная полоса использует выбросы выбранных крупных стран для сравнения: правая сторона шкалы показывает их совокупные выбросы с начала промышленной революции , тогда как левая сторона показывает совокупные выбросы каждой страны за оставшуюся часть 21-го века, если они останутся неизменными по сравнению с уровнями 2019 года. [73]

В целом ожидается, что совокупные выбросы парниковых газов от таяния вечной мерзлоты будут меньше совокупных антропогенных выбросов, но все же существенными в глобальном масштабе, причем некоторые эксперты сравнивают их с выбросами, вызванными вырубкой лесов . [73] В Шестом оценочном докладе МГЭИК подсчитано , что выбросы углекислого газа и метана из вечной мерзлоты могут составить эквивалент 14–175 миллиардов тонн углекислого газа на 1 °C (1,8 °F) потепления. [74] : 1237  Для сравнения, к 2019 году годовые антропогенные выбросы только углекислого газа составили около 40 миллиардов тонн. [74] : 1237  В крупном обзоре, опубликованном в 2022 году, сделан вывод о том, что если цель предотвращения потепления на 2 °C (3,6 °F) будет достигнута, то среднегодовые выбросы вечной мерзлоты в течение всего 21-го века будут эквивалентны годовым выбросам России в 2019 году. В сценарии RCP4.5, который считается близким к текущей траектории и в котором потепление остается немного ниже 3 °C (5,4 °F), годовые выбросы от вечной мерзлоты будут сопоставимы с выбросами Западной Европы или Соединенных Штатов в 2019 году, тогда как в сценарии высокого глобального потепления и наихудшего варианта реагирования вечной мерзлоты они будут приближаться к выбросам Китая в 2019 году. [73]

Меньше исследований пытались описать воздействие непосредственно с точки зрения потепления. В статье 2018 года подсчитано, что если глобальное потепление будет ограничено 2 °C (3,6 °F), постепенное таяние вечной мерзлоты добавит около 0,09 °C (0,16 °F) к глобальной температуре к 2100 году, [75] в то время как обзор 2022 года пришел к выводу, что каждый 1 °C (1,8 °F) глобального потепления вызовет 0,04 °C (0,072 °F) и 0,11 °C (0,20 °F) резкого таяния к 2100 и 2300 годам. Около 4 °C (7,2 °F) глобального потепления, может произойти резкое (около 50 лет) и широкомасштабное разрушение областей вечной мерзлоты, что приведет к дополнительному потеплению на 0,2–0,4 °C (0,36–0,72 °F). [76] [77]

Долгосрочные отзывы

Ледяные щиты

Потеря альбедо основных ледяных площадей на Земле усиливает потепление: приведенные значения соответствуют первоначальному потеплению на 1,5 °C (2,7 °F). [44] Полная потеря ледяного покрова требует нескольких тысячелетий: остальные могут быть потеряны за столетие или два [59] [60]

Два оставшихся ледяных щита Земли, Гренландский ледяной щит и Антарктический ледяной щит , покрывают крупнейший остров в мире и целый континент, и оба они также имеют среднюю толщину около 2 км (1 мили). [78] [79] Из-за такого огромного размера их реакция на потепление измеряется тысячами лет и, как полагают, происходит в два этапа. [7] : 977 

Первый этап будет эффектом таяния льда на термохалинную циркуляцию . Поскольку талая вода полностью пресная, поверхностному слою воды сложнее опускаться под нижние слои, и это нарушает обмен кислородом, питательными веществами и теплом между слоями. Это будет действовать как отрицательная обратная связь - иногда оцениваемая как охлаждающий эффект в 0,2 °C (0,36 °F) за 1000-летний средний показатель, хотя исследования в этих временных масштабах были ограничены. [7] : 977  Еще более долгосрочным эффектом является обратная связь льда-альбедо от ледяных щитов, достигающих своего конечного состояния в ответ на какое бы то ни было долгосрочное изменение температуры. Если только потепление не будет полностью обращено вспять, эта обратная связь будет положительной. [7] : 977 

По оценкам, общая потеря Гренландского ледяного щита добавит 0,13 °C (0,23 °F) к глобальному потеплению (в диапазоне 0,04–0,06 °C), в то время как потеря Западно-Антарктического ледяного щита добавит 0,05 °C (0,090 °F) (0,04–0,06 °C), а Восточно-Антарктического ледяного щита — 0,6 °C (1,1 °F) [44]. Общая потеря Гренландского ледяного щита также увеличит региональные температуры в Арктике на 0,5 °C (0,90 °F) и 3 °C (5,4 °F), в то время как региональная температура в Антарктиде, вероятно, вырастет на 1 °C (1,8 °F) после потери Западно-Антарктического ледяного щита и на 2 °C (3,6 °F) после потери Восточно-Антарктического ледяного щита. [59] [60]

Эти оценки предполагают, что глобальное потепление останется на среднем уровне 1,5 °C (2,7 °F). Из-за логарифмического роста парникового эффекта [4] : 80  воздействие потери льда будет больше при немного более низком уровне потепления 2020-х годов, но оно станет меньше, если потепление продолжится в сторону более высоких уровней. [44] В то время как Гренландия и Западно-Антарктический ледяной щит, вероятно, полностью растают, если долгосрочное потепление составит около 1,5 °C (2,7 °F), Восточно-Антарктический ледяной щит не будет подвергаться риску полного исчезновения до очень высокого глобального потепления в 5–10 °C (9,0–18,0 °F) [59] [60]

Гидраты метана

Гидраты метана или клатраты метана представляют собой замороженные соединения, в которых большое количество метана заключено в кристаллической структуре воды, образуя твердое вещество, похожее на лед . [80] На Земле они обычно залегают под отложениями на дне океана (примерно на 1100 м (3600 футов) ниже уровня моря). [81] Около 2008 года возникла серьезная обеспокоенность тем, что большое количество гидратов из относительно неглубоких отложений в Арктике, особенно вокруг Восточно-Сибирского арктического шельфа , может быстро разрушиться и высвободить большое количество метана, что может привести к повышению температуры до 6 °C (11 °F) в течение 80 лет. [82] [ 83] Текущие исследования показывают, что гидраты очень медленно реагируют на потепление, и что метану очень трудно достичь атмосферы после диссоциации на морском дне. [84] [85] Таким образом, не ожидается, что в этом столетии гидраты метана окажут «обнаружимое» влияние на глобальные температуры. [8] : 677  Некоторые исследования показывают, что диссоциация гидратов все еще может вызвать потепление на 0,4–0,5 °C (0,72–0,90 °F) в течение нескольких тысячелетий. [86]

Математическая формулировка глобального энергетического дисбаланса

Земля представляет собой термодинамическую систему , в которой долгосрочные изменения температуры следуют за глобальным энергетическим дисбалансом ( EEI означает энергетический дисбаланс Земли ):

где ASR — поглощенное солнечное излучение , а OLR — исходящее длинноволновое излучение в верхней части атмосферы. Когда EEI положительный, система нагревается, когда отрицательный, система охлаждается, а когда он приблизительно равен нулю, то нет ни нагревания, ни охлаждения. Термины ASR и OLR в этом выражении охватывают множество зависящих от температуры свойств и сложных взаимодействий, которые управляют поведением системы. [87]

Для того чтобы диагностировать это поведение вокруг относительно стабильного состояния равновесия , можно рассмотреть возмущение EEI , обозначенное символом Δ. Такое возмущение вызвано радиационным воздействием ( ΔF ), которое может быть естественным или искусственным. Реакции внутри системы либо вернуться к стабильному состоянию, либо отдалиться от стабильного состояния называются обратными связями λΔT :

.

В совокупности обратные связи аппроксимируются линеаризованным параметром λ и возмущенной температурой ΔT, поскольку все компоненты λ (предполагаемые как компоненты первого порядка, действующие независимо и аддитивно) также являются функциями температуры, хотя и в разной степени, по определению термодинамической системы:

.

Некоторые компоненты обратной связи, имеющие значительное влияние на EEI : = водяной пар, = облака, = альбедо поверхности, = углеродный цикл, = реакция Планка и = вертикальный градиент. Все величины понимаются как глобальные средние, в то время как T обычно переводится в температуру на поверхности из-за ее прямого отношения к людям и многим другим формам жизни. [21]

Отрицательный ответ Планка, будучи особенно сильной функцией температуры, иногда выносится за скобки, чтобы дать выражение в терминах относительного усиления обратной связи g i от других компонентов:

.

Например, для обратной связи по водяному пару.

В контексте современного численного моделирования и анализа климата линеаризованная формулировка имеет ограниченное применение. Одним из таких применений является диагностика относительной силы различных механизмов обратной связи. Затем получается оценка чувствительности климата к воздействию для случая, когда чистая обратная связь остается отрицательной, а система достигает нового состояния равновесия ( ΔEEI=0 ) по прошествии некоторого времени: [19] : 19–20 

.

Последствия для климатической политики

диаграмма, показывающая пять исторических оценок равновесной чувствительности климата по МГЭИК
Исторические оценки чувствительности климата по оценкам МГЭИК. Первые три отчета дали качественный вероятный диапазон, а следующие три формально количественно его определили, добавив >66% вероятного диапазона (темно-синий). [88] [4] : 96  Эта неопределенность в первую очередь зависит от обратных связей. [9] [10]

Неопределенность в отношении обратных связей по изменению климата имеет последствия для политики в области климата. Например, неопределенность в отношении обратных связей по углеродному циклу может повлиять на цели по сокращению выбросов парниковых газов ( смягчение последствий изменения климата ). [89] Целевые показатели выбросов часто основаны на целевом уровне стабилизации концентраций парниковых газов в атмосфере или на цели по ограничению глобального потепления определенной величиной. Обе эти цели (концентрации или температуры) требуют понимания будущих изменений в углеродном цикле. [8] : 678 

Если модели неправильно прогнозируют будущие изменения в углеродном цикле, то целевые показатели концентрации или температуры могут быть упущены. Например, если модели недооценивают количество углерода, выбрасываемого в атмосферу из-за положительных обратных связей (например, из-за таяния вечной мерзлоты), то они также могут недооценивать степень сокращения выбросов, необходимую для достижения целевого показателя концентрации или температуры. [8] : 678  [90]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "(a) Обратные связи в климатической системе / (b) Обратные связи углеродного цикла климата". IPCC.ch. Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Ноябрь 2022 г. Архивировано из оригинала 2 мая 2024 г.Техническое резюме AR6 WG1 Рис. TS-17.
  2. ^ МГЭИК, 2021: Приложение VII: Глоссарий [Мэтьюз, Дж. Б. Р., В. Мёллер, Р. ван Димен, Дж. С. Фуглестведт, В. Массон-Дельмотт, К. Мендес, С. Семенов, А. Рейзингер (ред.)]. В Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Мэссон-Дельмотт, В., П. Чжай, А. Пирани, С. Л. Коннорс, К. Пеан, С. Бергер, Н. Код, И. Чен, Л. Гольдфарб, М. И. Гомис, М. Хуан, К. Лейтцелл, Э. Лонной, Дж. Б. Р. Мэтьюз, ТК. Мейкок, Т. Уотерфилд, О. Йелекчи, Р. Ю и Б. Чжоу (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 2215–2256, doi:10.1017/9781009157896.022.
  3. ^ abc IPCC (2021). "Резюме для политиков" (PDF) . Физическая научная основа . Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. стр. 40. ISBN 978-92-9169-158-6.
  4. ^ abcdefghijkl Ариас, Паола А.; Беллуэн, Николас; Коппола, Эрика; Джонс, Ричард Г.; Криннер, Герхард (2021). Техническое резюме (PDF) . Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (отчет). Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. стр. 35–144. doi :10.1017/9781009157896.009. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2022 г.
  5. ^ ab Kang, Sarah M.; Ceppi, Paulo; Yu, Yue; Kang, In-Sik (24 августа 2023 г.). «Недавняя глобальная климатическая обратная связь, контролируемая охлаждением Южного океана». Nature Geoscience . 16 (9): 775–780. Bibcode :2023NatGe..16..775K. doi : 10.1038/s41561-023-01256-6 . Чистая климатическая обратная связь отрицательна, поскольку климатическая система противодействует воздействию; в противном случае система была бы нестабильной.
  6. ^ Область действия 5-го оценочного доклада МГЭИК. Сквозные вопросы (PDF) . Тридцать первая сессия МГЭИК, Бали, 26–29 октября 2009 г. (Отчет). Архивировано (PDF) из оригинала 9 ноября 2009 г. Получено 24 марта 2019 г. Например , «неуправляемый парниковый эффект» — аналогичный Венере — по-видимому, практически не имеет шансов быть вызванным антропогенной деятельностью.
  7. ^ abcdefghijklmn Forster, P.; Storelvmo, T.; Armour, K.; Collins, W.; Dufresne, J.-L.; Frame, D.; Lunt, DJ; Mauritsen, T.; Watanabe, M.; Wild, M.; Zhang, H. (2021). Masson-Delmotte, V.; Zhai, P.; Pirani, A.; Connors, SL; Péan, C.; Berger, S.; Caud, N.; Chen, Y.; Goldfarb, L. (ред.). Глава 7: Энергетический бюджет Земли, климатические обратные связи и климатическая чувствительность (PDF) . Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (отчет). Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США. стр. 923–1054. дои : 10.1017/9781009157896.009.
  8. ^ abcdefghij Canadell, JG; Монтейро, ПМС; Коста, Миннесота; Котрим да Кунья, Л.; Кокс, премьер-министр; Елисеев А.В.; Хенсон, С.; Исии, М.; Жаккар, С.; Ковен, К.; Лохила, А.; Патра, ПК; Пяо, С.; Рогель, Дж.; Сьямпунгани, С.; Захле, С.; Зикфельд, К. (2021). Массон-Дельмотт, В.; Чжай, П.; Пирани, А.; Коннорс, СЛ; Пеан, К.; Бергер, С.; Кауд, Н.; Чен, Ю.; Гольдфарб, Л. (ред.). Глава 5: Глобальные углеродные и другие биогеохимические циклы и обратные связи (PDF) . Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Доклад). Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. С. 673–816. doi :10.1017/9781009157896.007.
  9. ^ abc Zelinka MD, Myers TA, McCoy DT, Po-Chedley S, Caldwell PM, Ceppi P, Klein SA, Taylor KE (2020). «Причины более высокой чувствительности климата в моделях CMIP6». Geophysical Research Letters . 47 (1): e2019GL085782. Bibcode : 2020GeoRL..4785782Z. doi : 10.1029/2019GL085782 . hdl : 10044/1/76038 . ISSN  1944-8007.
  10. ^ abc "Усиление потепления в последнем поколении климатических моделей, вероятно, вызвано облаками: новые представления облаков делают модели более чувствительными к углекислому газу". Science Daily . 24 июня 2020 г. Архивировано из оригинала 26 июня 2020 г. Получено 26 июня 2020 г.
  11. ^ Скотт Джонсон (17 сентября 2019 г.). «2°C не считаются «точкой невозврата», как утверждает Джонатан Франзен». Science Feedback . Climate Feedback . Получено 16 сентября 2024 г. .
  12. ^ ab "Изучение Земли как интегрированной системы". nasa.gov . NASA. 2016. Архивировано из оригинала 2 ноября 2016 г.
  13. ^ "Изменение климата и петли обратной связи" (PDF) . Национальное управление океанографии и атмосферы (NOAA). Архивировано (PDF) из оригинала 25 июля 2023 г.
  14. ^ abc IPCC, 2021: Приложение VII: Глоссарий [Matthews, JBR, V. Möller, R. van Diemen, JS Fuglestvedt, V. Masson-Delmotte, C. Méndez, S. Semenov, A. Reisinger (ред.)]. В Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, SL Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, MI Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, JBR Matthews, TK Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu и B. Zhou (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 2215–2256, doi:10.1017/9781009157896.022.
  15. ^ US NRC (2012), Изменение климата: доказательства, последствия и выбор / Насколько сильно деятельность человека нагревает Землю, Национальный исследовательский совет США (US NRC), стр. 9. Также доступно в формате PDF Архивировано 20.02.2013 на Wayback Machine
  16. ^ Лацис, Эндрю (октябрь 2010 г.). "CO2: термостат, контролирующий температуру Земли". NASA . Архивировано из оригинала 20 октября 2010 г.
  17. ^ фон Шукманн, Карина; Миньер, Одри.; Гас, Флора; Куэста-Валеро, Франсиско Хосе; Кирхенгаст, Готфрид; Адусумилли, Сушил; Странео, Фламметта; и др. (17 апреля 2023 г.). «Тепло, накопленное в системе Земля 1960-2020 годы: куда уходит энергия?». Данные науки о системе Земли . 15 (4): 1675–1709 гг.Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International. doi : 10.5194/essd-15-1675-2023 . hdl : 20.500.11850/619535 .
  18. ^ abc Ян, Зонг-Лян. "Глава 2: Глобальный энергетический баланс" (PDF) . Техасский университет . Получено 2010-02-15 .
  19. ^ ab National Research Council Panel on Climate Change Feedbacks (2003). Understanding Climate Change Feedbacks (бесплатная загрузка PDF) . Вашингтон, округ Колумбия, США: National Academies Press. doi : 10.17226/10850. ISBN 978-0-309-09072-8.
  20. ^ abcd Кронин, Тимоти У.; Дутта, Ишир (17 июля 2023 г.). «Насколько хорошо мы понимаем обратную связь Планка». Журнал достижений в моделировании земных систем . 15 (7): 1–19. Bibcode : 2023JAMES..1503729C. doi : 10.1029/2023MS003729 .
  21. ^ abc Bony, Sandrine; Colman, Robert; Kattsov, Vladimir M.; Allan, Richard P.; Bretherton, Christopher S.; Dufresne, Jean-Louis; Hall, Alex; Hallegatte, Stephane; Holland, Marika M.; Ingram, William; Randall, David A.; Soden, Brian J.; Tseliousis, George; Webb, Mark J. (1 августа 2006 г.). «Насколько хорошо мы понимаем и оцениваем процессы обратной связи по изменению климата?». Journal of Climate . 19 (15): 3445–3482. Bibcode : 2006JCli...19.3445B. doi : 10.1175/JCLI3819.1 .Более подробный обзор этой и подобных формул см. в Приложениях A и B.
  22. ^ "NASA: Climate Forcings and Global Warming". 14 января 2009 г. Архивировано из оригинала 18 апреля 2021 г. Получено 20 апреля 2014 г.
  23. ^ Бирн, Майкл П.; О'Горман, Пол А. (23 апреля 2018 г.). «Тенденции континентальной температуры и влажности, напрямую связанные с потеплением океана». Труды Национальной академии наук . 115 (19): 4863–4868. doi : 10.1073/pnas.1722312115 . PMC 5948989 . 
  24. ^ "Science Magazine 19 февраля 2009" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2010-07-14 . Получено 2010-09-02 .
  25. ^ ab Bonan, David B.; Feldl, Nicole; Siler, Nicholas; Kay, Jennifer E.; Armour, Kyle C.; Eisenman, Ian; Roe, Gerard H. (8 февраля 2024 г.). «Влияние климатических обратных связей на региональные гидрологические изменения при глобальном потеплении». Geophysical Research Letters . 51 (3): e2023GL106648. doi :10.1029/2023GL106648.
  26. ^ Якобсон, Марк Закари (2005). Основы атмосферного моделирования (2-е изд.). Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-83970-9.
  27. ^ Аренс, К. Дональд (2006). Метеорология сегодня (8-е изд.). Brooks/Cole Publishing. ISBN 978-0-495-01162-0.
  28. ^ "Введение в динамику климата и моделирование климата - Обратные связи по водяному пару и градиенту температуры". www.climate.be . Получено 28.08.2023 .
  29. ^ ab Armour, Kyle C.; Bitz, Cecilia M.; Roe, Gerard H. (1 июля 2013 г.). «Изменяющаяся во времени чувствительность климата от региональных обратных связей». Journal of Climate . 26 (13): 4518–4534. Bibcode : 2013JCli...26.4518A. doi : 10.1175/jcli-d-12-00544.1. hdl : 1721.1/87780 . S2CID  2252857.
  30. ^ Гусс, Хьюз; Кей, Дженнифер Э.; Армор, Кайл С.; Бодас-Сальседо, Алехандро; Чепфер, Хелен; Докье, Дэвид; Йонко, Александра; Кушнер, Пол Дж.; Лекомт, Оливье; Массонне, Франсуа; Пак, Хё-Сок; Питан, Феликс; Свенссон, Гунилла; Ванкоппенолле, Мартин (15 мая 2018 г.). «Количественная оценка климатических обратных связей в полярных регионах». Природные коммуникации . 9 (1): 1919. Бибкод : 2018NatCo...9.1919G. дои : 10.1038/s41467-018-04173-0 . ПМЦ 5953926 . ПМИД  29765038. 
  31. ^ Hahn, LC; Armour, KC; Battisti, DS; Donohoe, A.; Pauling, AG; Bitz, CM (28 августа 2020 г.). «Подъем Антарктики обуславливает асимметрию полушария в климатологии скорости полярного градиента и обратной связи». Geophysical Research Letters . 47 (16): e88965. Bibcode : 2020GeoRL..4788965H. doi : 10.1029/2020GL088965 . S2CID  225410590.
  32. ^ Дезер, Клара; Уолш, Джон Э.; Тимлин, Майкл С. (1 февраля 2000 г.). «Изменчивость арктического морского льда в контексте современных тенденций циркуляции атмосферы». J. Climate . 13 (3): 617–633. Bibcode :2000JCli...13..617D. CiteSeerX 10.1.1.384.2863 . doi :10.1175/1520-0442(2000)013<0617:ASIVIT>2.0.CO;2. 
  33. ^ Treut, H. Le; Hansen, J.; Raynaud, D.; Jouzel, J.; Lorius, C. (сентябрь 1990 г.). «Запись ледяного керна: чувствительность климата и будущее парниковое потепление». Nature . 347 (6289): 139–145. Bibcode :1990Natur.347..139L. doi :10.1038/347139a0. ISSN  1476-4687. S2CID  4331052.
  34. ^ Де Врезе, Филипп; Стаке, Тобиас; Ругенштейн, Джереми Кейвс; Гудман, Джейсон; Бровкин, Виктор (14 мая 2021 г.). «Обратные связи между снегопадом и альбедо могли привести к таянию ледников на снежной Земле, начиная со средних широт». Communications Earth & Environment . 2 (1): 91. Bibcode :2021ComEE...2...91D. doi : 10.1038/s43247-021-00160-4 .
  35. ^ ab Pistone, Kristina; Eisenman, Ian; Ramanathan, Veerabhadran (2019). «Радиационный нагрев свободного ото льда Северного Ледовитого океана». Geophysical Research Letters . 46 (13): 7474–7480. Bibcode : 2019GeoRL..46.7474P. doi : 10.1029/2019GL082914. ISSN  1944-8007. S2CID  197572148.
  36. ^ Рантанен, Мика; Карпечко Алексей Ю; Липпонен, Антти; Нордлинг, Калле; Хюваринен, Отто; Руостенойя, Киммо; Вихма, Тимо; Лааксонен, Ари (11 августа 2022 г.). «С 1979 года Арктика нагревалась почти в четыре раза быстрее, чем на планете». Связь Земля и окружающая среда . 3 (1): 168. Бибкод : 2022ComEE...3..168R. дои : 10.1038/s43247-022-00498-3 . HDL : 11250/3115996 . ISSN  2662-4435. S2CID  251498876.
  37. ^ Дай, Айго; Ло, Дэхай; Сун, Миронг; Лю, Цзипин (10 января 2019 г.). «Арктическое усиление вызвано потерей морского льда при увеличении содержания CO2». Nature Communications . 10 (1): 121. Bibcode :2019NatCo..10..121D. doi :10.1038/s41467-018-07954-9. PMC 6328634 . PMID  30631051. 
  38. ^ Сингх, Ханси А.; Полвани, Лоренцо М. (10 января 2020 г.). «Низкая чувствительность континентального климата Антарктиды из-за высокой орографии ледникового покрова». npj Climate and Atmospheric Science . 3 (1): 39. Bibcode : 2020npCAS...3...39S. doi : 10.1038/s41612-020-00143-w . S2CID  222179485.
  39. ^ Стейг, Эрик; Шнайдер, Дэвид; Резерфорд, Скотт; Манн, Майкл Э.; Комизо, Хосефино; Шинделл, Дрю (1 января 2009 г.). «Потепление поверхности ледяного покрова Антарктиды с Международного геофизического года 1957 года». Публикации факультета искусств и наук .
  40. ^ Синь, Мэйцзяо; Ли, Сичэнь; Стаммерджон, Шэрон Э; Цай, Вэньцзюй; Чжу, Цзян; Тернер, Джон; Клем, Кайл Р.; Сун, Чентао; Ван, Вэньчжу; Хоу, Юронг (17 мая 2023 г.). «Широкомасштабный сдвиг температурных тенденций в Антарктике». Климатическая динамика . 61 (9–10): 4623–4641. Бибкод : 2023ClDy...61.4623X. дои : 10.1007/s00382-023-06825-4. S2CID  258777741.
  41. ^ Эрик Стейг; Гэвин Шмидт (4 декабря 2004 г.). «Антарктическое похолодание, глобальное потепление?». RealClimate . Получено 20 января 2008 г.
  42. ^ Риихеля, Аку; Брайт, Райан М.; Анттила, Кати (28 октября 2021 г.). «Недавнее усиление обратной связи альбедо снега и льда, вызванное потерей морского льда в Антарктике». Nature Geoscience . 14 (11): 832–836. Bibcode :2021NatGe..14..832R. doi :10.1038/s41561-021-00841-x. hdl : 11250/2830682 .
  43. ^ Андри, Оливье; Бинтанья, Ричард; Хазеледжер, Вилко (1 января 2017 г.). «Временные изменения в обратной связи альбедо поверхности Арктики и связь с сезонностью морского льда». Журнал климата . 30 (1): 393–410. doi : 10.1175/JCLI-D-15-0849.1 .
  44. ^ abcd Вундерлинг, Нико; Виллейт, Маттео; Донгес, Джонатан Ф.; Винкельманн, Рикарда (27 октября 2020 г.). «Глобальное потепление из-за потери больших ледяных масс и летнего морского льда в Арктике». Nature Communications . 10 (1): 5177. Bibcode :2020NatCo..11.5177W. doi :10.1038/s41467-020-18934-3. PMC 7591863 . PMID  33110092. 
  45. ^ Sledd, Anne; L'Ecuyer, Tristan S. (2 декабря 2021 г.). «Более облачная картина обратной связи между льдом и альбедо в моделях CMIP6». Frontiers in Earth Science . 9 : 1067. Bibcode : 2021FrEaS...9.1067S. doi : 10.3389/feart.2021.769844 .
  46. ^ МакКим, Бретт; Бони, Сандрин; Дюфрен, Жан-Луи (1 апреля 2024 г.). «Слабая обратная связь области облака наковальни, предложенная физическими и наблюдательными ограничениями». Nature Geoscience . doi : 10.1038/s41561-024-01414-4 .
  47. ^ Стивенс, Грэм Л. (2005-01-01). «Облачные обратные связи в климатической системе: критический обзор». Журнал климата . 18 (2): 237–273. Bibcode :2005JCli...18..237S. CiteSeerX 10.1.1.130.1415 . doi :10.1175/JCLI-3243.1. ISSN  0894-8755. S2CID  16122908. 
  48. ^ «Аэрозольное загрязнение вызвало десятилетия глобального затемнения». Американский геофизический союз . 18 февраля 2021 г. Архивировано из оригинала 27 марта 2023 г. Получено 18 декабря 2023 г.
  49. ^ Маккой, Дэниел Т.; Филд, Пол; Гордон, Хамиш; Элсэссер, Грегори С.; Гросвенор, Дэниел П. (6 апреля 2020 г.). «Распутывание причинно-следственной связи в корректировках аэрозолей и облаков в средних широтах». Атмосферная химия и физика . 20 (7): 4085–4103. Bibcode : 2020ACP....20.4085M. doi : 10.5194/acp-20-4085-2020 .
  50. ^ Чжу, Цзян; Поульсен, Кристофер Дж.; Отто-Близнер, Бетт Л. (30 апреля 2020 г.). «Высокая чувствительность климата в модели CMIP6 не поддерживается палеоклиматом». Nature Climate Change . 10 (5): 378–379. Bibcode :2020NatCC..10..378Z. doi : 10.1038/s41558-020-0764-6 .
  51. ^ Эриксон, Джим (30 апреля 2020 г.). «Некоторые из последних климатических моделей дают нереалистично высокие прогнозы будущего потепления». Phys.org . Получено 12 мая 2024 г. . Но модель CESM2 прогнозировала температуру суши раннего эоцена, превышающую 55 градусов по Цельсию (131 F) в тропиках, что намного выше температурной переносимости фотосинтеза растений, что противоречит ископаемым свидетельствам. В среднем по всему миру модель прогнозировала температуру поверхности как минимум на 6 C (11 F) выше оценок, основанных на геологических свидетельствах.
  52. ^ Voosen, Paul (4 мая 2022 г.). «Использование моделей «слишком жаркого» климата преувеличивает последствия глобального потепления». Science Magazine . Получено 12 мая 2024 г. . Но для раунда CMIP6 2019 года 10 из 55 моделей имели чувствительность выше 5 °C — резкий отход. Результаты также противоречили знаменательному исследованию, которое избегало результатов глобального моделирования и вместо этого полагалось на палеоклиматические и наблюдательные записи для определения чувствительности климата Земли. Было обнаружено, что значение находится где-то между 2,6 °C и 3,9 °C.
  53. ^ Грегори, Дж. М.; Джонс, К. Д.; Кадул, П.; Фридлингштейн, П. (2009). «Количественная оценка обратных связей углеродного цикла». Журнал климата . 22 (19): 5232–5250. Bibcode : 2009JCli...22.5232G. doi : 10.1175/2009JCLI2949.1 .
  54. ^ Meehl, GA; et al., "Глава 10: Глобальные климатические прогнозы", Раздел 10.5.4.6 Синтез прогнозируемой глобальной температуры в 2100 году , заархивировано из оригинала 2018-11-04 , извлечено 2013-02-01, в: Изменение климата 2007: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Соломон, С., Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К. Б. Аверит, М. Тигнор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
  55. ^ Соломон и др., «Техническое резюме», TS.6.4.3 Глобальные прогнозы: ключевые неопределенности, архивировано из оригинала 2018-11-03 , извлечено 2013-02-01, в в: Изменение климата 2007: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Соломон, С., Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К. Б. Аверит, М. Тигнор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
  56. ^ Нобре, Карлос; Лавджой, Томас Э. (2018-02-01). «Amazon Tipping Point». Science Advances . 4 (2): eaat2340. Bibcode : 2018SciA....4.2340L. doi : 10.1126/sciadv.aat2340. ISSN  2375-2548. PMC 5821491. PMID 29492460  . 
  57. ^ Раммиг, Аня; Ван-Эрландссон, Лан; Стаал, Арье; Сампайо, Гилван; Монтаде, Винсент; Хирота, Марина; Барбоза, Энрике МЮ; Шлейснер, Карл-Фридрих; Земп, Дельфин Клара (13 марта 2017 г.). «Самоусиливающаяся потеря лесов Амазонки из-за обратной связи между растительностью и атмосферой». Природные коммуникации . 8 : 14681. Бибкод : 2017NatCo...814681Z. doi : 10.1038/ncomms14681. ISSN  2041-1723. ПМЦ 5355804 . ПМИД  28287104. 
  58. ^ "Циклы обратной связи: связывание лесов, климата и землепользования". Исследовательский центр Вудс-Хоул . Архивировано из оригинала 2007-10-25 . Получено 2007-12-02 .
  59. ^ abcd Армстронг Маккей, Дэвид; Абрамс, Джесси; Винкельманн, Рикарда; Сакшевски, Борис; Лориани, Сина; Фетцер, Инго; Корнелл, Сара; Рокстрём, Йохан; Стааль, Ари; Лентон, Тимоти (9 сентября 2022 г.). «Глобальное потепление, превышающее 1,5 °C, может привести к нескольким переломным моментам в климате». Science . 377 (6611): eabn7950. doi :10.1126/science.abn7950. hdl : 10871/131584 . ISSN  0036-8075. PMID  36074831. S2CID  252161375.
  60. ^ abcd Армстронг Маккей, Дэвид (9 сентября 2022 г.). «Глобальное потепление, превышающее 1,5°C, может спровоцировать несколько переломных моментов в климате – объяснение статьи». climatetippingpoints.info . Получено 2 октября 2022 г. .
  61. ^ Joos, F.; Roth, R.; Fuglestvedt, JS; Peters, GP; Enting, IG; et al. (8 марта 2013 г.). «Функции отклика на импульсы углекислого газа и климата для вычисления показателей парниковых газов: многомодельный анализ». Atmospheric Chemistry and Physics . 13 (5): 2793–2825Материал был скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 3.0 Unported License. doi : 10.5194/acpd-12-19799-2012 . hdl : 20.500.11850/58316 .
  62. ^ Арчер, Дэвид (2005). "Судьба ископаемого топлива CO2 в геологическое время" (PDF) . Журнал геофизических исследований . 110 (C9): C09S05. Bibcode :2005JGRC..110.9S05A. CiteSeerX 10.1.1.364.2117 . doi :10.1029/2004JC002625. 
  63. ^ Сигурдур Р. Гисласон; Эрик Х. Олкерс; Эйдис С. Эйриксдоттир; Марин Иванович Карджилов; Гудрун Гисладоттир; Бергур Сигфуссон; Арни Сноррасон; Сверрир Элефсен; Йорунн Хардардоттир; Питер Торссандер; Нильс Оскарссон (2009). «Прямое свидетельство обратной связи между климатом и выветриванием». Письма о Земле и планетологии . 277 (1–2): 213–222. Бибкод : 2009E&PSL.277..213G. дои : 10.1016/j.epsl.2008.10.018.
  64. ^ "Углеродный цикл - Науки о Земле - Visionlearning". Visionlearning .
  65. ^ "Пролог: Долгая оттепель: как люди меняют климат Земли на ближайшие 100 000 лет, Дэвид Арчер". princeton.edu . Архивировано из оригинала 04.07.2010 . Получено 09.08.2010 .
  66. ^ Хилле К (25 апреля 2016 г.). «Удобрение углекислым газом озеленяет Землю, исследование находит». NASA . Получено 27.12.2020 .
  67. ^ Репо, ME; Сусилуото, S.; Линд, SE; Йокинен, S.; Элсаков, V.; Биаси, C.; Виртанен, T.; Мартикайнен, PJ (2009). "Большие выбросы N2O из криотурбированной торфяной почвы в тундре". Nature Geoscience . 2 (3): 189. Bibcode :2009NatGe...2..189R. doi :10.1038/ngeo434.
  68. ^ Кейтлин Макдермотт-Мерфи (2019). «Не до смеха». The Harvard Gazette . Получено 22 июля 2019 г.
  69. ^ Simó, R.; Dachs, J. (2002). "Глобальная эмиссия диметилсульфида в океане, предсказанная на основе биогеофизических данных". Global Biogeochemical Cycles . 16 (4): 1018. Bibcode : 2002GBioC..16.1018S. doi : 10.1029/2001GB001829 . S2CID  129266687.
  70. ^ Дин, Джошуа Ф.; Мидделбург, Джек Дж.; Рёкманн, Томас; Аэртс, Риен; Блау, Люк Г.; Эггер, Матиас; Джеттен, Майк С.М.; де Йонг, Анниек Э.Э.; Майзель, Уве Х. (2018). «Обратная связь метана с глобальной климатической системой в более теплом мире». Обзоры геофизики . 56 (1): 207–250. Бибкод : 2018RvGeo..56..207D. дои : 10.1002/2017RG000559 . hdl : 1874/366386 .
  71. ^ Чжу, Ичжу; Перди, Кевин Дж.; Эйс, Озге; Шен, Лидонг; Харпенслагер, Сара Ф.; Ивон-Дюроше, Габриэль; Дамбрелл, Алекс Дж.; Триммер, Марк (29.06.2020). «Непропорциональное увеличение выбросов метана из пресной воды, вызванное экспериментальным потеплением». Nature Climate Change . 10 (7): 685–690. Bibcode : 2020NatCC..10..685Z. doi : 10.1038/s41558-020-0824-y. ISSN  1758-6798. S2CID  220261158.
  72. ↑ Университет Вирджинии (25 марта 2011 г.). «Российские бореальные леса претерпевают изменения растительности, показывают исследования». ScienceDaily.com . Получено 9 марта 2018 г. .
  73. ^ abc Schuur, Edward AG; Abbott, Benjamin W.; Commane, Roisin; Ernakovich, Jessica; Euskirchen, Eugenie; Hugelius, Gustaf; Grosse, Guido; Jones, Miriam; Koven, Charlie; Leshyk, Victor; Lawrence, David; Loranty, Michael M.; Mauritz, Marguerite; Olefeldt, David; Natali, Susan; Rodenhizer, Heidi; Salmon, Verity; Schädel, Christina; Strauss, Jens; Treat, Claire; Turetsky, Merritt (2022). «Вечная мерзлота и изменение климата: обратные связи углеродного цикла от потепления в Арктике». Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 47 : 343–371. doi : 10.1146/annurev-environ-012220-011847. S2CID  252986002.
  74. ^ ab Фокс-Кемпер, Б., Х.Т. Хьюитт, К. Сяо, Г. Адальгейрсдоттир, С.С. Дрейфхаут, Т.Л. Эдвардс, Н.Р. Голледж, М. Хемер, Р.Э. Копп, Г. Криннер, А. Микс, Д. Нотц, С. Новицкий, И.С. Нурхати, Л. Руис, Ж.-Б. Салле, ABA Slangen и Ю. Ю, 2021: Глава 9: Изменение уровня океана, криосферы и моря. Изменение климата в 2021 году: физические научные основы. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Массон-Дельмотт, В., П. Чжай, А. Пирани, С. Л. Коннорс, К. Пеан, С. Бергер, Н. Код, Й. Чэнь, Л. Гольдфарб, М. И. Гомис, М. Хуан, К. Лейтцелл, Э. Лонной, Дж. Б. Р. Мэтьюз, ТК. Мейкок, Т. Уотерфилд, О. Йелекчи, Р. Ю и Б. Чжоу (ред.)]. Кембридж University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 1211–1362, doi:10.1017/9781009157896.011.
  75. ^ Шеллнхубер, Ганс Иоахим; Винкельманн, Рикарда; Шеффер, Мартен; Ладе, Стивен Дж.; Фетцер, Инго; Донгес, Джонатан Ф.; Круцификс, Мишель; Корнелл, Сара Э.; Барноски, Энтони Д. (2018). «Траектории земной системы в антропоцене». Труды Национальной академии наук . 115 (33): 8252–8259. Bibcode : 2018PNAS..115.8252S. doi : 10.1073/pnas.1810141115 . ISSN  0027-8424. PMC 6099852. PMID 30082409  . 
  76. ^ Армстронг Маккей, Дэвид; Абрамс, Джесси; Винкельманн, Рикарда; Сакшевски, Борис; Лориани, Сина; Фетцер, Инго; Корнелл, Сара; Рокстрём, Йохан; Стааль, Ари; Лентон, Тимоти (9 сентября 2022 г.). «Глобальное потепление, превышающее 1,5 °C, может спровоцировать несколько переломных моментов в климате». Science . 377 (6611): eabn7950. doi :10.1126/science.abn7950. hdl : 10871/131584 . ISSN  0036-8075. PMID  36074831. S2CID  252161375.
  77. ^ Армстронг Маккей, Дэвид (9 сентября 2022 г.). «Глобальное потепление, превышающее 1,5°C, может спровоцировать несколько переломных моментов в климате – объяснение статьи». climatetippingpoints.info . Получено 2 октября 2022 г.
  78. ^ "Ледниковые щиты". Национальный научный фонд.
  79. ^ «О ледниковом щите Гренландии». Национальный центр данных по снегу и льду. 21 ноября 2012 г.
  80. ↑ Газовый гидрат: что это такое?, Геологическая служба США, 31 августа 2009 г., архивировано из оригинала 14 июня 2012 г. , извлечено 28 декабря 2014 г.
  81. ^ Роальд Хоффман (2006). «Старый газ, новый газ». American Scientist . 94 (1): 16–18. doi :10.1511/2006.57.3476.
  82. ^ Прейсс, Пол (17 сентября 2008 г.). «ВОЗДЕЙСТВИЯ: На пороге резких изменений климата». Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли.
  83. ^ Ацуши Обата; Киётака Сибата (20 июня 2012 г.). «Ущерб биосфере суши из-за интенсивного потепления из-за 1000-кратного быстрого увеличения содержания метана в атмосфере: оценка с помощью модели климат-углеродный цикл». J. Climate . 25 (24): 8524–8541. Bibcode :2012JCli...25.8524O. doi : 10.1175/JCLI-D-11-00533.1 .
  84. ^ Wallmann; et al. (2018). «Диссоциация газового гидрата у Шпицбергена вызвана изостатическим отскоком, а не глобальным потеплением». Nature Communications . 9 (1): 83. Bibcode :2018NatCo...9...83W. doi :10.1038/s41467-017-02550-9. PMC 5758787 . PMID  29311564. 
  85. ^ Mau, S.; Römer, M.; Torres, ME; Bussmann, I.; Pape, T.; Damm, E.; Geprägs, P.; Wintersteller, P.; Hsu, C.-W.; Loher, M.; Bohrmann, G. (23 февраля 2017 г.). "Широко распространенное просачивание метана вдоль континентальной окраины Шпицбергена - от Медвежьего до Конгсфьорда". Scientific Reports . 7 : 42997. Bibcode :2017NatSR...742997M. doi : 10.1038/srep42997 . PMC 5322355 . PMID  28230189. S2CID  23568012. 
  86. ^ Шеллнхубер, Ганс Иоахим; Винкельманн, Рикарда; Шеффер, Мартен; Ладе, Стивен Дж.; Фетцер, Инго; Донгес, Джонатан Ф.; Круцификс, Мишель; Корнелл, Сара Э.; Барноски, Энтони Д. (2018). «Траектории земной системы в антропоцене». Труды Национальной академии наук . 115 (33): 8252–8259. Bibcode : 2018PNAS..115.8252S. doi : 10.1073/pnas.1810141115 . ISSN  0027-8424. PMC 6099852. PMID 30082409  . 
  87. ^ Хансен, Джеймс; Сато, Макико; Хареча, Пушкар; фон Шукманн, Карина (январь 2012 г.). «Энергетический дисбаланс Земли». NASA. Архивировано из оригинала 2012-02-04.
  88. ^ Solomon S, et al. "Техническое резюме" (PDF) . Изменение климата 2007: Рабочая группа I: Физическая научная основа . Вставка TS.1: Обработка неопределенностей в оценке Рабочей группы I. Архивировано (PDF) из оригинала 30 марта 2019 г. . Получено 30 марта 2019 г. .
  89. ^ Meehl, GA, TF Stocker, WD Collins, P. Friedlingstein, AT Gaye, JM Gregory, A. Kitoh, R. Knutti, JM Murphy, A. Noda, SCB Raper, IG Watterson, AJ Weaver и Z.-C. Zhao, 2007: Глава 10: Глобальные климатические прогнозы. В: Изменение климата 2007: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, KB Averyt, M. Tignor и HL Miller (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. (Раздел 10.4.1 Углеродный цикл/обратные связи растительности)
  90. ^ Натали, Сьюзан М.; Холдрен, Джон П.; Роджерс, Брендан М.; Трехарн, Рэйчел; Даффи, Филип Б.; Померанс, Рэйф; Макдональд, Эрин (10 декабря 2020 г.). «Обратные связи углерода вечной мерзлоты угрожают глобальным климатическим целям». Биологические науки . 118 (21). doi : 10.1073/pnas.2100163118 . PMC 8166174. PMID  34001617 .