stringtranslate.com

Обратная связь по изменению климата

Примеры некоторых эффектов глобального потепления , которые могут усиливать ( положительные обратные связи ) или уменьшать ( отрицательные обратные связи ) глобальное потепление [1] [2] Наблюдения и исследования моделирования показывают, что существует чистая положительная обратная связь с текущим глобальным потеплением Земли. [3]

Обратные связи изменения климата — это последствия глобального потепления , которые усиливают или ослабляют действие сил , которые изначально вызывают потепление. Положительные обратные связи усиливают глобальное потепление, а отрицательные – ослабляют его. [4] : 2233  Обратные связи важны для понимания изменения климата , поскольку они играют важную роль в определении чувствительности климата к силам потепления. Климатические воздействия и обратные связи вместе определяют, насколько и насколько быстро меняется климат. Большие положительные обратные связи могут привести к переломным моментам — резким или необратимым изменениям в климатической системе — в зависимости от скорости и масштабов изменения климата. [5] [6] [7] [8] [9]

Основной положительной обратной связью глобального потепления является тенденция потепления к увеличению количества водяного пара в атмосфере, что, в свою очередь, приводит к дальнейшему потеплению. [10] Положительные климатические обратные связи включают положительные обратные связи углеродного цикла , которые включают выброс арктического метана из тающих вечномерзлых торфяников и гидратов, резкое увеличение содержания метана в атмосфере , разложение, разложение торфа, высыхание тропических лесов, лесные пожары , опустынивание . Другие положительные климатические воздействия включают обратную связь с облаками , обратную связь с альбедо льда и выброс газа.

Основная отрицательная обратная связь или «реакция охлаждения» исходит из закона Стефана-Больцмана : количество тепла, отводимого от Земли в космос, изменяется в четвертой степени температуры поверхности и атмосферы Земли. Это излучение черного тела или реакция Планка было идентифицировано как «самая фундаментальная обратная связь в климатической системе». [11] : 19  Отрицательные обратные связи углеродного цикла действуют для удаления углекислого газа и метана из системы после увеличения их концентрации. Эти обратные связи включают реакцию океанов , химическое выветривание и первичное производство посредством фотосинтеза .

Наблюдения и исследования моделирования показывают, что в глобальном масштабе положительные отзывы перевешивают отрицательные, что указывает на чистую положительную обратную связь с потеплением. [3]

Определение и терминология

В науке о климате обратная связь, которая усиливает первоначальное потепление, называется положительной обратной связью . [1] С другой стороны, обратная связь, которая уменьшает первоначальное потепление, называется отрицательной обратной связью . [1] Наименование обратной связи положительной или отрицательной не означает, что обратная связь хорошая или плохая. [12]

В глоссарии МГЭИК 2021 года положительная обратная связь определяется как обратная связь, при которой первоначальное возмущение усиливается, а отрицательная обратная связь — как обратная связь, при которой первоначальное возмущение ослабляется вызванными им изменениями. [4] :2222  В глоссарии поясняется, что первоначальное возмущение может быть вызвано внешними причинами или может возникнуть в результате внутренней изменчивости климатической системы . [4] : 2222 

Здесь внешнее воздействие относится к «вынуждающему агенту вне климатической системы, вызывающему изменение в климатической системе» [4] : ​​2229  , которое может подтолкнуть климатическую систему в направлении потепления или похолодания. [13] Внешние воздействия могут быть антропогенными (например, выбросы парниковых газов или изменения в землепользовании ) или естественными (например, извержения вулканов ). [4] : 2229 

Положительные отзывы через углеродный цикл

Прогнозы глобального потепления, содержащиеся в Четвертом оценочном докладе МГЭИК (ДО4), включают обратную связь с углеродным циклом . [14] Однако авторы ДО4 отметили, что научное понимание обратных связей углеродного цикла было плохим. [15] Прогнозы в ДО4 были основаны на ряде сценариев выбросов парниковых газов и предполагали потепление в период с конца 20-го по конец 21-го века на 1,1–6,4 °C. [14] Это «вероятный» диапазон (вероятность более 66%), основанный на экспертном заключении авторов МГЭИК. Авторы отметили, что нижняя граница «вероятного» диапазона оказалась более ограниченной, чем верхняя граница «вероятного» диапазона, отчасти из-за обратных связей углеродного цикла. [14] Американское метеорологическое общество отметило, что необходимы дополнительные исследования для моделирования эффектов обратной связи углеродного цикла в прогнозах изменения климата. [16]

Были предсказания и некоторые доказательства того, что глобальное потепление может вызвать потерю углерода из наземных экосистем , что приведет к повышению уровня CO 2 в атмосфере . Некоторые климатические модели показывают, что глобальное потепление в 21 веке может быть ускорено реакцией земного углеродного цикла на такое потепление. [17] Все 11 моделей в исследовании C4MIP показали, что большая часть антропогенного CO 2 будет оставаться в воздухе, если учитывать изменение климата. К концу двадцать первого века этот дополнительный CO 2 варьировался от 20 до 200 частей на миллион для двух крайних моделей, причем большинство моделей лежало в диапазоне от 50 до 100 частей на миллион. Более высокие уровни CO 2 привели к дополнительному потеплению климата на 0,1–1,5 °C. Однако по-прежнему существовала большая неопределенность в отношении масштабов этой чувствительности. Восемь моделей приписывали большую часть изменений суше, а три — океану. [18] Самая сильная обратная связь в этих случаях связана с увеличением дыхания углерода из почв в бореальных лесах высоких широт Северного полушария. В частности, одна модель ( HadCM3 ) указывает на обратную связь вторичного углеродного цикла из-за потери большей части тропических лесов Амазонки в ответ на значительное уменьшение количества осадков в тропической части Южной Америки. [19] Хотя модели расходятся во мнениях относительно силы обратной связи земного углеродного цикла, каждая из них предполагает, что любая такая обратная связь ускорит глобальное потепление.

Наблюдения показывают, что почвы в Великобритании теряют углерод со скоростью четыре миллиона тонн в год в течение последних 25 лет [20] согласно статье Беллами и др., опубликованной в журнале Nature. в сентябре 2005 г., которые отмечают, что эти результаты вряд ли можно объяснить изменениями в землепользовании. Подобные результаты основаны на плотной сети выборки и поэтому недоступны в глобальном масштабе. Экстраполируя на всю территорию Соединенного Королевства, они оценивают ежегодные потери в 13 миллионов тонн в год. Это столько же, сколько ежегодное сокращение выбросов углекислого газа, достигнутое Великобританией по Киотскому договору (12,7 млн ​​тонн углерода в год). [21]

Было также высказано предположение ( Крисом Фрименом ), что выброс растворенного органического углерода ( РОУ ) из торфяников в водотоки (из которых он, в свою очередь, попадет в атмосферу) представляет собой положительную обратную связь для глобального потепления. Углерод, который в настоящее время хранится в торфяниках (390–455 гигатонн, одна треть от общего количества углерода на суше), превышает половину количества углерода, уже содержащегося в атмосфере. [22] Уровни DOC в водотоках заметно растут; Гипотеза Фримена заключается в том, что за это ответственны не повышенные температуры, а повышенные уровни атмосферного CO 2 за счет стимуляции первичной продуктивности . [23] [24]

Считается, что гибель деревьев увеличивается в результате изменения климата, что является положительным эффектом обратной связи. [25]

Климатические обратные связи метана в природных экосистемах.

По прогнозам, водно-болотные угодья и пресноводные экосистемы будут крупнейшим потенциальным источником глобального воздействия метана на климат. [26] Долгосрочное потепление меняет баланс микробного сообщества, связанного с метаном, в пресноводных экосистемах, поэтому они производят больше метана, в то время как пропорционально меньше окисляется до углекислого газа. [27]

Выброс метана в Арктике

На фотографии видно, что похоже на пруды для оттаивания вечной мерзлоты в Гудзоновом заливе, Канада, недалеко от Гренландии. (2008) Глобальное потепление приведет к усилению таяния вечной мерзлоты и торфяников, что может привести к обрушению поверхностей плато. [28]

Потепление также является пусковым фактором выброса углерода (возможно, в виде метана) в Арктике. [29] Метан, выделяющийся из тающей вечной мерзлоты , такой как замерзшие торфяники в Сибири , и из клатрата метана на морском дне, создает положительную обратную связь . [30] [31] [32] [9] В апреле 2019 г. Турецкий и др. сообщили, что вечная мерзлота тает быстрее, чем прогнозировалось. [33] [32] В последнее время понимание климатической обратной связи от вечной мерзлоты улучшилось, но потенциальные выбросы из подводной вечной мерзлоты остаются неизвестными и - как и многие другие обратные связи углерода в почве [34] - все еще отсутствуют в большинстве климатических моделей. [35]

Таяние вечной мерзлоты

Западная Сибирь — крупнейшее в мире торфяное болото , область вечной мерзлоты площадью в один миллион квадратных километров, образовавшаяся 11 000 лет назад в конце последнего ледникового периода . Таяние вечной мерзлоты, вероятно, приведет к выбросу в течение десятилетий большого количества метана . В течение следующих нескольких десятилетий может быть выброшено до 70 000 миллионов тонн метана, чрезвычайно эффективного парникового газа, что создаст дополнительный источник выбросов парниковых газов. [36] Подобное оттаивание наблюдалось в Восточной Сибири . [37] Лоуренс и др. (2008) предполагают, что быстрое таяние арктического морского льда может запустить петлю обратной связи, которая быстро тает вечную мерзлоту в Арктике, вызывая дальнейшее потепление. [38] [39] 31 мая 2010 года. НАСА опубликовало сообщение о том, что во всем мире «парниковые газы покидают вечную мерзлоту и попадают в атмосферу с возрастающей скоростью - например, до 50 миллиардов тонн метана в год - из-за глобальной тенденции оттаивания». Это особенно проблематично, поскольку метан нагревает атмосферу с эффективностью, в 25 раз превышающей эффективность углекислого газа» (эквивалент 1250 миллиардов тонн CO 2 в год). [40]

Исследователи также проанализировали, как выбросы углерода из вечной мерзлоты могут способствовать глобальному потеплению. [41] В исследовании 2011 года прогнозировались изменения в вечной мерзлоте на основе сценария средних выбросов парниковых газов ( SRES A1B). Согласно исследованию, к 2200 году обратная связь от вечной мерзлоты может в совокупности внести в атмосферу 190 (+/- 64) гигатонн углерода.

В 2019 году в отчете под названием «Арктический табель успеваемости» текущие выбросы парниковых газов из вечной мерзлоты Арктики оцениваются как почти равные выбросам России или Японии или менее 10% мировых выбросов от ископаемого топлива . [42]

В Шестом оценочном докладе МГЭИК говорится, что «прогнозы моделей экосистем вечной мерзлоты предполагают, что будущее таяние вечной мерзлоты приведет к некоторому дополнительному потеплению – достаточному, чтобы быть важным, но недостаточному, чтобы привести к ситуации «безудержного потепления», когда таяние вечной мерзлоты приводит к резкое, самоусиливающееся ускорение глобального потепления». [43]

Гидраты

Клатрат метана , также называемый гидратом метана, представляет собой форму водяного льда , которая содержит большое количество метана в своей кристаллической структуре. Чрезвычайно крупные залежи клатрата метана были обнаружены под отложениями на дне морей и океанов Земли. Внезапный выброс большого количества природного газа из месторождений клатрата метана в результате изменения климата был выдвинут гипотезой как причина прошлых и, возможно, будущих изменений климата. Выброс этого захваченного метана является потенциальным основным результатом повышения температуры; Считается, что это само по себе может повысить глобальную температуру еще на 5°, поскольку метан является гораздо более мощным парниковым газом, чем углекислый газ. Теория также предсказывает, что это сильно повлияет на содержание доступного кислорода в атмосфере. Эта теория была предложена для объяснения самого серьезного массового вымирания на Земле, известного как пермско-триасовое вымирание , а также палеоцен-эоценового термического максимума изменения климата. В 2008 году исследовательская экспедиция Американского геофизического союза обнаружила уровни метана в сибирской Арктике, в 100 раз превышающие норму, вероятно, высвобождаемые клатратами метана, высвобождаемыми из дыр в замерзшей «крышке» вечной мерзлоты морского дна вокруг устья Река Лена и территория между морем Лаптевых и Восточно-Сибирским морем . [44] [45] [46]

В 2020 году была обнаружена первая утечка метана со дна моря в Антарктиде. Ученые не уверены, что стало причиной этого. Район, где его нашли, еще существенно не прогрелся. Он находится на склоне вулкана, но кажется, что он не оттуда. Микробы, питающиеся метаном, потребляют гораздо меньше метана, чем предполагалось, и исследователи считают, что это следует учитывать в климатических моделях. Они также утверждают, что еще многое предстоит узнать об этой проблеме в Антарктиде. [47] Четверть всего морского метана находится в районе Антарктиды [48]

Резкое увеличение содержания метана в атмосфере

В литературных оценках Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) и Научной программы США по изменению климата (CCSP) рассматривается возможность будущего прогнозируемого изменения климата , ведущего к быстрому увеличению содержания метана в атмосфере . В третьем оценочном отчете МГЭИК , опубликованном в 2001 году, рассматривалось возможное быстрое увеличение количества метана вследствие либо сокращения атмосферных химических стоков, либо выброса погребенных резервуаров метана . В обоих случаях было решено, что такой выброс будет «исключительно маловероятным» [49] (вероятность менее 1%, согласно экспертной оценке). [50] В оценке CCSP, опубликованной в 2008 году, сделан вывод, что резкий выброс метана в атмосферу представляется «очень маловероятным» [51] (вероятность менее 10%, согласно экспертным оценкам). [52] Однако в оценке CCSP отмечается, что изменение климата «весьма вероятно» (вероятность более 90%, по оценкам экспертов) ускорит темпы устойчивых выбросов как из источников гидратов, так и из водно-болотных угодий. [51]

10 июня 2019 года Луиза М. Фаркухарсон и ее команда сообщили, что их 12-летнее исследование вечной мерзлоты в Канаде показало: «Наблюдаемые максимальные глубины оттаивания на наших участках уже превышают прогнозируемые к 2090 году. В вечной мерзлоте Земли наблюдалось повышение температуры на 4 °C, и ожидается, что эта тенденция продолжится, поскольку среднегодовая температура воздуха в Арктике увеличивается в два раза быстрее, чем в более низких широтах». [53] Определить степень развития нового термокарста сложно, но нет никаких сомнений в том, что проблема широко распространена. Фаркухарсон и ее команда предполагают, что около 231 000 квадратных миль (600 000 квадратных километров) вечной мерзлоты, или около 5,5% зоны, которая покрыта вечной мерзлотой круглый год, уязвимы для быстрого поверхностного таяния. [54]

Разложение

Органические вещества, хранящиеся в вечной мерзлоте, выделяют тепло, поскольку разлагаются в ответ на таяние вечной мерзлоты. [55] По оценкам, количество углерода, хранящегося в регионе вечной мерзлоты, примерно в два раза превышает количество углерода, которое находится в атмосфере Земли. [56] Поскольку тропики становятся более влажными, как предсказывают многие климатические модели, почвы, вероятно, будут испытывать более высокие скорости дыхания и разложения, ограничивая способность тропических почв хранить углерод. [57]

Разложение торфа

Торф , встречающийся в природе в торфяных болотах , является важным хранилищем углерода в глобальном масштабе. [58] Когда торф высыхает, он разлагается и может дополнительно гореть. [59] Изменение уровня грунтовых вод из-за глобального потепления может вызвать значительные выбросы углерода из торфяников. [60] Он может выделяться в виде метана , что может усугубить эффект обратной связи из-за его высокого потенциала глобального потепления .

Высыхание тропических лесов

Тропические леса , особенно тропические леса , особенно уязвимы к глобальному потеплению. Существует ряд последствий, которые могут возникнуть, но два из них вызывают особое беспокойство. Во-первых, более сухая растительность может привести к полному разрушению экосистемы тропического леса . [61] [62] Например, тропические леса Амазонки, как правило, будут заменены экосистемами каатинга . Кроме того, даже экосистемы влажных тропических лесов, которые не разрушаются полностью, могут потерять значительную часть накопленного углерода в результате высыхания из-за изменений в растительности. [63] [64]

лесной пожар

В Четвертом оценочном докладе МГЭИК прогнозируется, что во многих регионах средних широт, таких как Средиземноморская Европа, будет наблюдаться уменьшение количества осадков и повышенный риск засухи, что, в свою очередь, приведет к более масштабным и регулярным лесным пожарам. Это выбрасывает в атмосферу больше накопленного углерода, чем может повторно поглотить углеродный цикл, а также сокращает общую площадь лесов на планете, создавая петлю положительной обратной связи. Частью этой обратной связи является более быстрый рост замещающих лесов и миграция лесов на север, поскольку северные широты становятся более подходящим климатом для поддержания лесов. Возникает вопрос, следует ли считать сжигание возобновляемых видов топлива, таких как леса, вкладом в глобальное потепление. [65] [66] [67] Кук и Визи также обнаружили, что лесные пожары вероятны в тропических лесах Амазонки , что в конечном итоге привело к переходу к растительности Каатинга в восточном регионе Амазонки. [ нужна цитата ]

Опустынивание

Опустынивание является следствием глобального потепления в некоторых средах. [68] Почвы пустынь содержат мало гумуса и поддерживают мало растительности. В результате переход к пустынным экосистемам обычно связан с выбросами углерода.

Положительные отзывы через другие механизмы

Обратная связь по водяному пару

Если атмосфера нагревается, давление насыщенного пара увеличивается, и количество водяного пара в атмосфере будет иметь тенденцию к увеличению. Поскольку водяной пар является парниковым газом, увеличение содержания водяного пара приводит к дальнейшему нагреванию атмосферы; это потепление заставляет атмосферу удерживать еще больше водяного пара ( положительная обратная связь ) и так далее, пока другие процессы не прекратят цикл обратной связи. В результате возникает гораздо больший парниковый эффект, чем тот, который возникает из-за одного только CO 2 . Хотя этот процесс обратной связи приводит к увеличению абсолютной влажности воздуха, относительная влажность остается почти постоянной или даже немного снижается, поскольку воздух становится теплее. [69] Климатические модели учитывают эту обратную связь. Обратная связь по водяному пару является строго положительной, при этом большинство данных подтверждают величину от 1,5 до 2,0 Вт/м 2 /К, достаточную для того, чтобы примерно удвоить потепление, которое могло бы произойти в противном случае. [70] Обратная связь по водяному пару считается более быстрым механизмом обратной связи. [71]

Облачная обратная связь

Ожидается, что глобальное потепление изменит распределение и тип облаков. Если смотреть снизу, облака излучают инфракрасное излучение обратно на поверхность и таким образом оказывают согревающий эффект; если смотреть сверху, облака отражают солнечный свет и испускают инфракрасное излучение в космос, оказывая таким образом охлаждающий эффект. Будет ли конечный эффект потеплением или похолоданием, зависит от таких деталей, как тип и высота облака. Низкие облака ярче и оптически толще, а высокие облака оптически тонкие (прозрачные) в видимом диапазоне и улавливают ИК-излучение. Уменьшение количества низких облаков имеет тенденцию увеличивать поступающую солнечную радиацию и, следовательно, имеет положительную обратную связь, тогда как уменьшение количества высоких облаков (поскольку они в основном просто задерживают ИК-излучение) приведет к отрицательной обратной связи . Эти детали плохо наблюдались до появления спутниковых данных, и их трудно представить в климатических моделях. [69] Глобальные климатические модели демонстрировали положительную чистую обратную связь облаков от почти нулевой до умеренно сильной, но эффективная чувствительность климата существенно возросла в последнем поколении глобальных климатических моделей. Различия в физическом представлении облаков в моделях приводят к повышенной чувствительности климата по сравнению с моделями предыдущего поколения. [72] [73] [74]

Моделирование 2019 года предсказывает, что если парниковые газы превысят нынешний уровень углекислого газа в три раза, слоисто-кучевые облака могут внезапно рассеяться, способствуя дополнительному глобальному потеплению. [75] [8]

Обратная связь лед-альбедо

Аэрофотоснимок, показывающий участок морского льда. Более светлые синие области — это талые пруды , а самые темные — открытая вода; оба имеют более низкое альбедо, чем белый морской лед. Тающий лед способствует возникновению обратной связи между льдом и альбедо .

Когда лед тает, его место занимает суша или открытая вода. И суша, и открытая вода в среднем менее отражают свет, чем лед, и поэтому поглощают больше солнечной радиации. Это вызывает еще большее потепление, которое, в свою очередь, вызывает еще большее таяние, и этот цикл продолжается. [76] Во время глобального похолодания дополнительный лед увеличивает отражательную способность, что уменьшает поглощение солнечной радиации, что приводит к еще большему охлаждению в ходе продолжающегося цикла. [77] Это считается более быстрым механизмом обратной связи. [71]

1870–2009 гг. Протяженность морского льда Северного полушария в миллионах квадратных километров. Синяя заливка указывает на доспутниковую эпоху; тогда данные менее надежны. В частности, почти постоянная протяженность уровня осенью до 1940 года отражает скорее недостаток данных, чем реальное отсутствие вариаций.

Изменение альбедо также является основной причиной того, почему IPCC предсказывает, что полярные температуры в северном полушарии вырастут вдвое больше, чем в остальном мире, в процессе, известном как полярное усиление . В сентябре 2007 года площадь арктического морского льда достигла примерно половины средней площади летнего минимума в период с 1979 по 2000 год. [78] [79] Также в сентябре 2007 года арктический морской лед отступил достаточно далеко, чтобы Северо-Западный проход стал доступен для судоходства. доставка впервые в зарегистрированной истории. [80] Однако рекордные потери 2007 и 2008 годов могут оказаться временными. [81] Марк Серрез из Национального центра данных по снегу и льду США рассматривает 2030 год как «разумную оценку» того, когда летняя арктическая ледяная шапка может освободиться ото льда. [82] Полярное усиление глобального потепления не прогнозируется в южном полушарии. [83] Антарктический морской лед достиг наибольшего размера за всю историю наблюдений с начала наблюдений в 1979 году, [84] но прирост льда на юге превышает его исчезновение на севере. Тенденция глобального морского льда, северного и южного полушарий вместе взятых явно свидетельствует о сокращении. [85]

Утрата льда может иметь внутренние процессы обратной связи, поскольку таяние льда над сушей может вызвать эвстатическое повышение уровня моря , потенциально вызывая нестабильность шельфовых ледников и затопление прибрежных ледяных масс, таких как языки ледников. Кроме того, существует потенциальный цикл обратной связи из-за землетрясений, вызванных изостатическим отскоком, что еще больше дестабилизирует шельфовые ледники, ледники и ледяные шапки.

Альбедо льда в некоторых субарктических лесах также меняется: насаждения лиственницы (которая зимой сбрасывает хвою, позволяя солнечному свету отражаться от снега весной и осенью) заменяются елями ( которые сохраняют свою темную хвою). весь год). [86]

Выбросы газа из различных источников

Глобальное потепление может повлиять на выбросы газов биологического происхождения, но исследования таких последствий находятся на ранней стадии. Некоторые из этих газов, такие как закись азота , выделяющаяся из торфа или таяния вечной мерзлоты , напрямую влияют на климат. [87] [88] Другие, такие как диметилсульфид, выбрасываемый из океанов, имеют косвенное воздействие. [89]

Исследование 2010 года показало, что если глобальные выбросы метана увеличатся в 2,5–5,2 раза по сравнению с нынешними выбросами, [90] косвенный вклад в радиационное воздействие составит около 250% и 400% соответственно от воздействия, которое может быть напрямую отнесено к метану. Такое усиление метанового потепления обусловлено прогнозируемыми изменениями в химии атмосферы.

Отрицательные отзывы

Планковская обратная связь

При повышении температуры черного тела излучение инфракрасного излучения увеличивается в четвертой степени его абсолютной температуры согласно закону Стефана-Больцмана. Это увеличивает количество исходящей радиации обратно в космос по мере нагревания Земли. [91] Это сильная стабилизирующая реакция, которую иногда называют «реакцией отсутствия обратной связи», поскольку это интенсивное свойство термодинамической системы, если рассматривать его как чисто функцию температуры. [92] Хотя эффективная излучательная способность Земли меньше единицы, идеальное излучение черного тела проявляется как отделимая величина при исследовании возмущений исходящего излучения планеты.

Обратная связь Планка или ответ Планка — это сравнимая радиационная реакция, полученная в результате анализа практических наблюдений или моделей глобального климата (МОЦ). Его ожидаемую силу проще всего оценить по производной уравнения Стефана-Больцмана как -4σT 3 = -3,8 Вт/м 2 /К. [91] [92] Учет с помощью приложений GCM иногда приводил к снижению достоверности, что было вызвано обширными свойствами стратосферы и аналогичными остаточными артефактами, которые впоследствии были идентифицированы как отсутствующие в таких моделях. [92] Обычно постулируется, что наиболее обширные свойства «серого тела» Земли, влияющие на исходящее излучение, охватываются другими компонентами обратной связи МОЦ и распределяются в соответствии с конкретной формулировкой климатической системы с обратной связью. [93] В идеале сила обратной связи Планка, полученная на основе МОЦ, косвенных измерений и оценок черного тела, будет и дальше сходиться по мере совершенствования методов анализа.

Отрицательные обратные связи углеродного цикла

Импульсный отклик после впрыска 100 Гт CO 2 в атмосферу Земли. [94] Большая часть избыточного углерода удаляется океаном и сушей менее чем за несколько столетий, в то время как значительная его часть сохраняется.

Считается, что негативные климатические последствия углеродного цикла Земли относительно нечувствительны к изменениям температуры. По этой причине их иногда рассматривают отдельно или игнорируют в исследованиях, целью которых является количественная оценка чувствительности климата . [93] Тем не менее, они представляют собой значительную обратную связь с антропогенными выбросами CO 2 с течением времени и оказывают влияние на инерцию климата и на более общие исследования динамического (зависящего от времени) изменения климата. [95]

Роль океанов

Согласно принципу Ле Шателье , химическое равновесие углеродного цикла Земли будет смещаться в ответ на антропогенные выбросы CO 2 . Основной движущей силой этого является океан, который поглощает антропогенный CO 2 с помощью так называемого насоса растворимости . В настоящее время на это приходится лишь около трети текущих выбросов, но в конечном итоге большая часть (~75%) CO 2 , выбрасываемого в результате деятельности человека, растворится в океане в течение столетий: «Лучшее приближение к продолжительности жизни ископаемых Топливный CO 2 для публичного обсуждения может составлять 300 лет плюс 25%, которые останутся навсегда». [96] Однако скорость, с которой океан поглотит его в будущем, менее определенна и будет зависеть от стратификации , вызванной потеплением и, возможно, изменениями в термохалинной циркуляции океана .

Химическое выветривание

Химическое выветривание в долгосрочной геологической перспективе приводит к удалению CO 2 из атмосферы. В условиях нынешнего глобального потепления выветривание усиливается, демонстрируя значительную обратную связь между климатом и поверхностью Земли. [97] Биосеквестрация также улавливает и сохраняет CO 2 посредством биологических процессов. Формирование раковин организмами в океане в течение очень длительного времени приводит к удалению CO 2 из океанов. [98] Полное преобразование CO 2 в известняк занимает от тысяч до сотен тысяч лет. [99]

Первичное производство посредством фотосинтеза

Чистая первичная продуктивность изменяется в ответ на увеличение концентрации CO 2 , поскольку фотосинтез растений увеличивается в ответ на увеличение концентрации. Однако этот эффект затмевается другими изменениями в биосфере, вызванными глобальным потеплением. [100]

Механизмы с положительной или отрицательной обратной связью

Скорость отклонения

Скорость градиента — это скорость, с которой атмосферная переменная, обычно температура в атмосфере Земли , падает с высотой . [101] [102] Таким образом, это количественная оценка температуры, связанной с излучением, как функции высоты, а не отдельное явление в этом контексте. Обратная связь по скорости отклонения обычно является отрицательной обратной связью. Однако на самом деле это положительная обратная связь в полярных регионах, где она в значительной степени способствовала усилению полярного потепления, одному из самых серьезных последствий изменения климата. [103] Это связано с тем, что в регионах с сильными инверсиями , таких как полярные регионы, обратная связь по градиенту градиента может быть положительной, поскольку поверхность нагревается быстрее, чем на больших высотах, что приводит к неэффективному длинноволновому охлаждению . [104] [105] [106]

Температура атмосферы в тропосфере снижается с высотой . Поскольку излучение инфракрасного излучения зависит от температуры, длинноволновое излучение, выходящее в космос из относительно холодных верхних слоев атмосферы, меньше, чем излучаемое на землю из нижних слоев атмосферы. Таким образом, сила парникового эффекта зависит от скорости снижения температуры атмосферы с высотой. И теория, и климатические модели показывают, что глобальное потепление уменьшит скорость снижения температуры с высотой, создавая отрицательную обратную связь по градиенту скорости , которая ослабляет парниковый эффект. [104] Измерения скорости изменения температуры с высотой очень чувствительны к небольшим ошибкам в наблюдениях, что затрудняет определение того, согласуются ли модели с наблюдениями. [11] : 25  [107]

Математическая формулировка глобального энергетического дисбаланса

Земля — это термодинамическая система , для которой долгосрочные изменения температуры следуют за глобальным энергетическим дисбалансом ( EEI означает энергетический дисбаланс Земли ):

где ASR — поглощенная солнечная радиация , а OLR — уходящая длинноволновая радиация в верхней части атмосферы. Когда EEI положителен, система нагревается, когда он отрицателен, система охлаждается, а когда он примерно 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 определяют поведение системы. [108]

Чтобы диагностировать такое поведение в относительно стабильном равновесном состоянии , можно рассмотреть возмущение EEI , обозначенное символом Δ. Такое возмущение вызвано радиационным воздействием ( ΔF ), которое может быть естественным или искусственным. Реакции внутри системы, направленные либо на возврат к стабильному состоянию, либо на дальнейшее удаление от стабильного состояния, называются обратными связями λΔT :

.

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

.

Некоторыми компонентами обратной связи, оказывающими значительное влияние на EEI, являются: = водяной пар, = облака, = альбедо поверхности, = углеродный цикл, = реакция Планка и = скорость градиента. Все величины понимаются как глобальные средние значения, тогда как T обычно переводится как температура на поверхности из-за ее прямого отношения к людям и многим другим формам жизни. [93]

Отрицательный ответ Планка, являющийся особенно сильной функцией температуры, иногда не учитывается, 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. [11] : 20 

Последствия для климатической политики

Неопределенность в отношении обратной связи по изменению климата имеет последствия для климатической политики. Например, неопределенность в отношении обратной связи углеродного цикла может повлиять на цели по сокращению выбросов парниковых газов ( смягчение последствий изменения климата ). [109] Целевые показатели выбросов часто основываются на целевом уровне стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере или на целевом ограничении глобального потепления до определенной величины. Обе эти цели (концентрации или температуры) требуют понимания будущих изменений в углеродном цикле. 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 целевых показателей концентрации или температуры. [ нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc «Изучение Земли как целостной системы». НАСА.gov . НАСА. 2016. Архивировано из оригинала 2 ноября 2016 года.
  2. ^ Рис. TS.17, Техническое резюме, Шестой отчет об оценке (ДО6), Рабочая группа I, МГЭИК, 2021 г., стр. 96. Архивировано из оригинала 21 июля 2022 года.
  3. ^ аб Стокер, Томас Ф.; Дахэ, Цинь; Платтнер, Джан-Какспер (2013). МГЭИК AR5 WG1. Техническое резюме (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 16 июля 2023 года.См. особенно. TFE.6: Чувствительность климата и обратная связь на стр. 82.
  4. ^ abcde IPCC, 2021: Приложение VII: Глоссарий [Мэттьюз, Дж. Б. Р., В. Мёллер, Р. ван Димен, Дж. С. Фуглеведт, В. Массон-Дельмотт, К. Мендес, С. Семенов, А. Райзингер (ред.)]. 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, Ю. Чен, Л. Гольдфарб, М. И. Гомис, М. Хуанг, К. Лейтцелл, Э. Лонной, Дж. Б. Р. Мэтьюз, Т. К. Мэйкок, Т. Уотерфилд, О. Елекчи, Р. Ю и Б. Чжоу (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 2215–2256, doi: 10.1017/9781009157896.022.
  5. ^ МГЭИК (2021). «Резюме для политиков» (PDF) . Основы физической науки . Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. п. 40. ISBN 978-92-9169-158-6.
  6. ^ МГЭИК. «Изменение климата 2007: Обобщающий отчет. Вклад рабочих групп I, II и III в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Стр. 53» (PDF) .
  7. ^ Лентон, Тимоти М.; Рокстрем, Йохан; Гаффни, Оуэн; Рамсторф, Стефан; Ричардсон, Кэтрин; Штеффен, Уилл; Шелльнхубер, Ханс Иоахим (27 ноября 2019 г.). «Климатические переломные моменты — слишком рискованно, чтобы делать ставки». Природа . 575 (7784): 592–595. Бибкод : 2019Natur.575..592L. дои : 10.1038/d41586-019-03595-0 . hdl : 10871/40141 . ПМИД  31776487.
  8. ^ аб Кемп, Люк; Сюй, Чи; Депледж, Джоанна; Эби, Кристи Л.; Гиббинс, Гудвин; Колер, Тимоти А.; Рокстрем, Йохан; Шеффер, Мартен; Шелльнхубер, Ганс Иоахим; Штеффен, Уилл; Лентон, Тимоти М. (23 августа 2022 г.). «Климатический эндшпиль: изучение сценариев катастрофического изменения климата». Труды Национальной академии наук . 119 (34): e2108146119. Бибкод : 2022PNAS..11908146K. дои : 10.1073/pnas.2108146119. ISSN  0027-8424. ПМК 9407216 . ПМИД  35914185. 
  9. ^ аб Армстронг Маккей, Дэвид И.; Стаал, Арье; Абрамс, Джесси Ф.; Винкельманн, Рикарда; Сакщевский, Борис; Лориани, Сина; Фетцер, Инго; Корнелл, Сара Э.; Рокстрем, Йохан; Лентон, Тимоти М. (9 сентября 2022 г.). «Глобальное потепление, превышающее 1,5°C, может спровоцировать появление нескольких переломных моментов в климате». Наука . 377 (6611): eabn7950. doi : 10.1126/science.abn7950. hdl : 10871/131584 . ISSN  0036-8075. PMID  36074831. S2CID  252161375.
  10. ^ «8.6.3.1 Водяной пар и скорость испарения - AR4 WGI, глава 8: Климатические модели и их оценка» . ipcc.ch. _ Архивировано из оригинала 9 апреля 2010 г. Проверено 23 апреля 2010 г.
  11. ^ abc Группа Национального исследовательского совета по отзывам об изменении климата (2003). Понимание последствий изменения климата (бесплатная загрузка в формате PDF) . Вашингтон, округ Колумбия, США: Издательство национальных академий. дои : 10.17226/10850. ISBN 978-0-309-09072-8.
  12. ^ «Изменение климата и петли обратной связи» (PDF) . Национальное управление океанографии и атмосферы (НОАА). Архивировано (PDF) из оригинала 25 июля 2023 года.
  13. ^ US NRC (2012), Изменение климата: доказательства, последствия и выбор / Насколько деятельность человека нагревает Землю, Национальный исследовательский совет США (NRC США), стр.9. Также доступно в формате PDF, заархивировано 20 февраля 2013 г. на Wayback Machine.
  14. ^ abc Мил, Джорджия; и др., «Глава 10: Прогнозы глобального климата», раздел 10.5.4.6 Синтез прогнозируемой глобальной температуры в 2100 году , заархивировано из оригинала 04 ноября 2018 г. , получено 1 февраля 2013 г., в: Изменение климата, 2007: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Соломон, С., Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х.Л. Миллер (редакторы) .)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
  15. ^ Соломон; и др., «Техническое резюме», TS.6.4.3 Глобальные прогнозы: ключевые неопределенности, заархивировано из оригинала 03 ноября 2018 г. , получено 1 февраля 2013 г., в: Изменение климата 2007: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Соломон, С., Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х.Л. Миллер (редакторы) .)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
  16. ^ Совет AMS (20 августа 2012 г.), Информационное заявление Американского метеорологического общества (AMS) об изменении климата, 2012 г., Бостон, Массачусетс, США: AMS
  17. ^ Кокс, Питер М.; Ричард А. Беттс; Крис Д. Джонс; Стивен А. Сполл; Ян Дж. Тоттерделл (9 ноября 2000 г.). «Ускорение глобального потепления из-за обратной связи углеродного цикла в совместной климатической модели». Природа . 408 (6809): 184–7. Бибкод : 2000Natur.408..184C. дои : 10.1038/35041539. PMID  11089968. S2CID  2689847.
  18. ^ Фридлингштейн, П.; П. Кокс; Р. Беттс; Л. Бопп; В. фон Бло; В. Бровкин; П. Кадуле; С. Дони; М. Эби; И. Фунг; Г. Бала; Дж. Джон; К. Джонс; Ф. Йоос; Т. Като; М. Кавамия; В. Норр; К. Линдсей; Х.Д. Мэтьюз; Т. Раддац; П. Рейнер; К. Рейк; Э. Рокнер; К.Г. Шницлер; Р. Шнур; К. Штрассман; Эй Джей Уивер; К. Ёсикава; Н. Цзэн (2006). «Анализ обратной связи между климатом и углеродным циклом: результаты взаимного сравнения моделей C4MIP». Журнал климата . 19 (14): 3337–53. Бибкод : 2006JCli...19.3337F. дои : 10.1175/JCLI3800.1. hdl : 1912/4178 . S2CID  1614769.
  19. ^ «Повышение температуры на 5,5°C в следующем столетии» . Хранитель . 29 мая 2003 г. Проверено 2 января 2008 г.
  20. ^ Тим Рэдфорд (08 сентября 2005 г.). «Потеря углерода в почве «ускорит глобальное потепление»». Хранитель . Проверено 2 января 2008 г.
  21. ^ Шульце, Э. Детлеф; Аннетт Фрейбауэр (8 сентября 2005 г.). «Наука об окружающей среде: углерод, выделенный из почв». Природа . 437 (7056): 205–6. Бибкод : 2005Natur.437..205S. дои : 10.1038/437205a . PMID  16148922. S2CID  4345985.
  22. ^ Фриман, Крис; Остле, Ник; Кан, Ходжон (2001). «Ферментативная« защелка »глобального хранилища углерода». Природа . 409 (6817): 149. Бибкод : 2001Natur.409..149F. дои : 10.1038/35051650 . PMID  11196627. S2CID  3152551.
  23. ^ Фриман, Крис; и другие. (2004). «Экспорт растворенного органического углерода из торфяников при повышенном уровне углекислого газа». Природа . 430 (6996): 195–8. Бибкод : 2004Natur.430..195F. дои : 10.1038/nature02707. PMID  15241411. S2CID  4308328.
  24. ^ Коннор, Стив (8 июля 2004 г.). «Газы торфяных болот ускоряют глобальное потепление». Независимый .
  25. ^ «Наука: глобальное потепление убивает деревья в США, опасная обратная связь с углеродным циклом» . Сайт Climateprogress.org .
  26. ^ 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 .
  27. ^ Чжу, Ичжу; Перди, Кевин Дж.; Эйсе, Озге; Шен, Лидун; Харпенслагер, Сара Ф.; Ивон-Дюроше, Габриэль; Дамбрелл, Алекс Дж.; Триммер, Марк (29 июня 2020 г.). «Непропорциональное увеличение выбросов метана в пресной воде, вызванное экспериментальным потеплением». Природа Изменение климата . 10 (7): 685–690. Бибкод : 2020NatCC..10..685Z. дои : 10.1038/s41558-020-0824-y. ISSN  1758-6798. S2CID  220261158.
  28. ^ Дайк, Ларри Д.; Слэйден, Венди Э. (2010). «Эволюция вечной мерзлоты и торфяников в северной низменности Гудзонова залива, Манитоба». Арктический . 63 (4): 1018. дои : 10.14430/arctic3332 . Архивировано из оригинала 10 августа 2014 г. Проверено 2 августа 2014 г.
  29. ^ Квенволден, Калифорния (1988). «Метановые гидраты и глобальный климат». Глобальные биогеохимические циклы . 2 (3): 221–229. Бибкод : 1988GBioC...2..221K. дои : 10.1029/GB002i003p00221.
  30. ^ Зимов, А.; Шур, А.; Чапин Ф.С., Д. (июнь 2006 г.). «Изменение климата. Вечная мерзлота и глобальный углеродный баланс». Наука . 312 (5780): 1612–1613. дои : 10.1126/science.1128908. ISSN  0036-8075. PMID  16778046. S2CID  129667039.
  31. ^ Арчер, Д. (2007). «Стабильность гидрата метана и антропогенное изменение климата». Дискуссии по биогеонаукам . 4 (2): 993–1057. Бибкод : 2007BGeo....4..521A. CiteSeerX 10.1.1.391.1275 . дои : 10.5194/bgd-4-993-2007 . 
  32. ^ ab «Ученые шокированы таянием вечной мерзлоты в Арктике на 70 лет раньше, чем прогнозировалось». Хранитель . Рейтер. 18.06.2019. ISSN  0261-3077 . Проверено 02 июля 2019 г.
  33. ^ Турецкий, Мерритт Р. (30 апреля 2019 г.). «Коллапс вечной мерзлоты ускоряет выброс углерода». Природа . 569 (7754): 32–34. Бибкод : 2019Natur.569...32T. дои : 10.1038/d41586-019-01313-4 . ПМИД  31040419.
  34. ^ Луазель, Дж.; Гальего-Сала, А.В.; Эймсбери, MJ; Маньян, Г.; Аншари, Г.; Бейлман, Д.В.; Бенавидес, Дж. К.; Блюетт, Дж.; Камилл, П.; Чарман, диджей; Чавчай, С. (07 декабря 2020 г.). «Экспертная оценка будущей уязвимости глобального поглотителя углерода торфяников». Природа Изменение климата . 11 : 70–77. дои : 10.1038/s41558-020-00944-0. hdl : 1826/16143 . ISSN  1758-6798. S2CID  227515903.
  35. ^ Сайеди, Сайеде Сара; Эбботт, Бенджамин В.; Торнтон, Бретт Ф; Фредерик, Дженнифер М; Вонк, Джориен Э; Овердуин, Пол; Шедель, Кристина; Шур, Эдвард А.Г.; Бурбонне, Энни; Демидов, Никита; Гаврилов, Анатолий (01 декабря 2020 г.). «Запасы углерода в подводной вечной мерзлоте и чувствительность к изменению климата, оцененные экспертной оценкой». Письма об экологических исследованиях . 15 (12): Б027-08. Бибкод : 2020AGUFMB027...08S. дои : 10.1088/1748-9326/abcc29 . hdl : 10852/83674 . ISSN  1748-9326.
  36. ^ Фред Пирс (11 августа 2005 г.). «Климатическое предупреждение: тает Сибирь». Новый учёный . Проверено 30 декабря 2007 г.
  37. ^ Ян Сэмпл (11 августа 2005 г.). «Потепление достигло переломного момента». Хранитель . Архивировано из оригинала 6 ноября 2005 г. Проверено 30 декабря 2007 г.
  38. ^ «Вечная мерзлота находится под угрозой из-за быстрого отступления арктического морского льда, результаты исследования NCAR» (пресс-релиз). УКАР . 10 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 18 января 2010 г. Проверено 25 мая 2009 г.
  39. ^ Лоуренс, DM; Слейтер, АГ; Томас, РА; Голландия, ММ; Дезер, К. (2008). «Ускоренное потепление арктических земель и деградация вечной мерзлоты во время быстрой таяния морского льда». Письма о геофизических исследованиях . 35 (11): L11506. Бибкод : 2008GeoRL..3511506L. дои : 10.1029/2008GL033985 .
  40. ^ Кук-Андерсон, Гретхен (15 января 2020 г.). «Всего 5 вопросов: Что скрывается под ним». НАСА Глобальное изменение климата: жизненно важные признаки планеты . Проверено 24 января 2020 г.
  41. ^ КЕВИН ШЕФЕР; ТИНЦЗЮНЬ ЧЖАН; ЛОРИ БРЮВИЛЕР; ЭНДРЮ П. БАРРЕТТ (2011). «Количество и сроки выделения углерода из вечной мерзлоты в ответ на потепление климата». Теллус серии Б. 63 (2): 165–180. Бибкод : 2011TellB..63..165S. дои : 10.1111/j.1600-0889.2011.00527.x.
  42. ↑ Фридман, Эндрю (10 декабря 2019 г.). «Арктика, возможно, пересекла ключевой порог, выбросив в воздух миллиарды тонн углерода, что стало давно ужасной климатической обратной связью». Вашингтон Пост . Проверено 20 декабря 2019 г.
  43. ^ Канаделл, Дж. Г., П. М. Монтейро, М. Х. Коста, Л. Котрим да Кунья, П. М. Кокс, А. В. Елисеев, С. Хенсон, М. Исии, С. Жаккар, К. Ковен, А. Лохила, П. К. Патра, С. Пьяо, Дж. Рогель, С. Сьямпунгани, С. Зале и К. Зикфельд, 2021: Глава 5: Глобальные углеродные и другие биогеохимические циклы и обратные связи. 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, Ю. Чен, Л. Гольдфарб, М. И. Гомис, М. Хуанг, К. Лейтцелл, Э. Лонной, Дж. Б. Р. Мэтьюз, Т. К. Мэйкок, Т. Уотерфилд, О. Елекчи, Р. Ю и Б. Чжоу (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 673–816, doi: 10.1017/9781009157896.007., Страница: Часто задаваемые вопросы 5.2.
  44. ↑ Коннор, Стив (23 сентября 2008 г.). «Эксклюзив: метановая бомба замедленного действия». Независимый . Проверено 3 октября 2008 г.
  45. ↑ Коннор, Стив (25 сентября 2008 г.). «Обнаружены сотни метановых шлейфов». Независимый . Проверено 3 октября 2008 г.
  46. ^ Н. Шахова; И. Семилетов; А. Салюк; Д. Космач; Н. Бельчева (2007). «Выбросы метана на арктическом шельфе Восточной Сибири» (PDF) . Тезисы геофизических исследований . 9 :01071.
  47. ↑ Кэррингтон, Дамиан (22 июля 2020 г.). «Первая активная утечка метана с морского дна обнаружена в Антарктиде». Хранитель . Проверено 24 июля 2020 г.
  48. ↑ Кокберн, Гарри (23 июля 2020 г.). «Климатический кризис: на морском дне Антарктики обнаружены первые активные утечки метана». Независимый . Проверено 24 июля 2020 г.
  49. ^ МГЭИК (2001d). «4.14». В RT Watson; Основная писательская группа (ред.). Вопрос 4. Изменение климата 2001: Сводный доклад. Вклад рабочих групп I, II и III в третий оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Версия для печати: издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. Эта версия: сайт ГРИД-Арендал. Архивировано из оригинала 4 июня 2011 г. Проверено 18 мая 2011 г.
  50. ^ МГЭИК (2001d). «Вставка 2-1: Заявления об уверенности и вероятности». В RT Watson; Основная писательская группа (ред.). Вопрос 2. Изменение климата 2001: Сводный доклад. Вклад рабочих групп I, II и III в третий оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Версия для печати: издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. Эта версия: сайт ГРИД-Арендал. Архивировано из оригинала 4 июня 2011 г. Проверено 18 мая 2011 г.
  51. ^ аб Кларк, Пенсильвания; и другие. (2008). "Управляющее резюме". Резкое изменение климата. Отчет Научной программы США по изменению климата и Подкомитета по исследованию глобальных изменений (PDF) . Геологическая служба США, Рестон, Вирджиния. п. 2. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 г. Проверено 18 мая 2011 г.
  52. ^ Кларк, Пенсильвания; и другие. (2008). «Глава 1: Введение: резкие изменения в климатической системе Земли». Резкое изменение климата. Отчет Научной программы США по изменению климата и Подкомитета по исследованию глобальных изменений (PDF) . Геологическая служба США, Рестон, Вирджиния. п. 12. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 г. Проверено 18 мая 2011 г.
  53. ^ Фаркухарсон, Луиза М.; Романовский Владимир Евгеньевич; Кейбл, Уильям Л.; Уокер, Дональд А.; Кокель, Стивен В.; Никольский, Дмитрий (2019). «Изменение климата способствует широкому и быстрому развитию термокарста в очень холодной вечной мерзлоте в высоких широтах канадской Арктики». Письма о геофизических исследованиях . 46 (12): 6681–6689. Бибкод : 2019GeoRL..46.6681F. дои : 10.1029/2019GL082187 .
  54. ↑ Каррин, Грант (14 июня 2019 г.). «Арктическая вечная мерзлота переживает стремительное таяние — на 70 лет раньше». news.yahoo.com . Проверено 24 января 2020 г.
  55. ^ Хейманн, Мартин; Маркус Райхштейн (17 января 2008 г.). «Динамика углерода в наземных экосистемах и обратная связь с климатом». Природа . 451 (7176): 289–292. Бибкод : 2008Natur.451..289H. дои : 10.1038/nature06591 . ПМИД  18202646.
  56. ^ Натали, Сьюзан М.; Холдрен, Джон П.; Роджерс, Брендан М.; Трехарн, Рэйчел; Даффи, Филип Б.; Померанс, Рэйф; Макдональд, Эрин (25 мая 2021 г.). «Обратные связи с углеродом вечной мерзлоты угрожают глобальным климатическим целям». Труды Национальной академии наук . 118 (21): e2100163118. Бибкод : 2021PNAS..11800163N. дои : 10.1073/pnas.2100163118 . ISSN  0027-8424. ПМК 8166174 . ПМИД  34001617. 
  57. ^ Хейс, Брукс (06 мая 2020 г.). «Более влажный климат вызовет петлю обратной связи глобального потепления в тропиках». УПИ . Проверено 11 мая 2020 г.
  58. ^ «Торфяники и изменение климата». МСОП . 06.11.2017 . Проверено 23 августа 2019 г.
  59. ^ Турецкий, Мерритт Р.; Бенскотер, Брайан; Пейдж, Сьюзен; Рейн, Гильермо; ван дер Верф, Гвидо Р.; Уоттс, Адам (23 декабря 2014 г.). «Глобальная уязвимость торфяников к пожарам и потере углерода». Природа Геонауки . 8 (1): 11–14. дои : 10.1038/ngeo2325. hdl : 10044/1/21250 . ISSN  1752-0894.
  60. ^ Исе, Т.; Данн, Алабама; Вофси, Южная Каролина; Муркрофт, PR (2008). «Высокая чувствительность разложения торфа к изменению климата из-за обратной связи с уровнем грунтовых вод». Природа Геонауки . 1 (11): 763. Бибкод : 2008NatGe...1..763I. дои : 10.1038/ngeo331.
  61. ^ Кук, К.Х.; Визи, ЭК (2008). «Влияние изменения климата двадцать первого века на тропические леса Амазонки». Журнал климата . 21 (3): 542–821. Бибкод : 2008JCli...21..542C. дои : 10.1175/2007JCLI1838.1 .
  62. ^ Нобре, Карлос; Лавджой, Томас Э. (01 февраля 2018 г.). «Переломный момент Amazon». Достижения науки . 4 (2): eaat2340. Бибкод : 2018SciA....4.2340L. doi : 10.1126/sciadv.aat2340. ISSN  2375-2548. ПМК 5821491 . ПМИД  29492460. 
  63. ^ Энквист, БиДжей; Энквист, CAF (2011). «Долгосрочные изменения в неотропическом лесу: оценка дифференциальных функциональных и флористических реакций на беспокойство и засуху». Биология глобальных изменений . 17 (3): 1408. Бибкод : 2011GCBio..17.1408E. дои : 10.1111/j.1365-2486.2010.02326.x. S2CID  83489971.
  64. ^ Раммиг, Аня; Ван-Эрландссон, Лан; Стаал, Арье; Сампайо, Гилван; Монтаде, Винсент; Хирота, Марина; Барбоза, Энрике MJ; 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. 
  65. ^ «Изменение климата и пожар». Фонд Дэвида Судзуки . Архивировано из оригинала 8 декабря 2007 г. Проверено 2 декабря 2007 г.
  66. ^ «Глобальное потепление: Воздействие: Леса». Агентство по охране окружающей среды США . 07.01.2000. Архивировано из оригинала 19 февраля 2007 г. Проверено 2 декабря 2007 г.
  67. ^ «Циклы обратной связи: связь лесов, климата и землепользования». Исследовательский центр Вудс-Хоул . Архивировано из оригинала 25 октября 2007 г. Проверено 2 декабря 2007 г.
  68. ^ Шлезингер, WH; Рейнольдс, Дж. Ф.; Каннингем, GL; Хюэннеке, ЛФ; Джаррелл, ВМ; Вирджиния, РА; Уитфорд, WG (1990). «Биологические обратные связи в глобальном опустынивании». Наука . 247 (4946): 1043–1048. Бибкод : 1990Sci...247.1043S. дои : 10.1126/science.247.4946.1043. PMID  17800060. S2CID  33033125.
  69. ^ Аб Соден, Би Джей; Хелд, ИМ (2006). «Оценка климатических обратных связей в связанных моделях океана и атмосферы». Журнал климата . 19 (14): 3354. Бибкод : 2006JCli...19.3354S. дои : 10.1175/JCLI3799.1 . Интересно, что истинная обратная связь последовательно слабее, чем постоянное значение относительной влажности, что означает небольшое, но устойчивое снижение относительной влажности во всех моделях, а средние облака, по-видимому, обеспечивают положительную обратную связь во всех моделях.
  70. ^ «Журнал Science, 19 февраля 2009 г.» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 14 июля 2010 г. Проверено 2 сентября 2010 г.
  71. ^ Аб Хансен, Дж., «2008: Переломный момент: взгляд климатолога». Архивировано 22 октября 2011 г. в Wayback Machine , Общество охраны дикой природы/Island Press , 2008 г. Проверено в 2010 г.
  72. ^ Зелинка, Марк Д.; Майерс, Тимоти А.; Маккой, Дэниел Т.; По-Чедли, Стивен; Колдуэлл, Питер М.; Чеппи, Пауло; Кляйн, Стивен А.; Тейлор, Карл Э. (2020). «Причины более высокой чувствительности климата в моделях CMIP6». Письма о геофизических исследованиях . 47 (1): e2019GL085782. Бибкод : 2020GeoRL..4785782Z. дои : 10.1029/2019GL085782 . hdl : 10044/1/76038 . ISSN  1944-8007.
  73. ^ Уоттс, Джонатан (13 июня 2020 г.). «Наихудшие климатические сценарии могут оказаться недостаточными, как показывают данные по облакам». Хранитель . ISSN  0261-3077 . Проверено 19 июня 2020 г.
  74. ^ Палмер, Тим (26 мая 2020 г.). «Краткосрочные тесты подтверждают долгосрочные оценки изменения климата». Природа . 582 (7811): 185–186. Бибкод : 2020Natur.582..185P. дои : 10.1038/d41586-020-01484-5 . ПМИД  32457461.
  75. ^ Прессель, Кайл Г.; Каул, Коллин М.; Шнайдер, Тапио (март 2019 г.). «Возможные климатические изменения в результате разрушения слоисто-кучевых слоев при парниковом потеплении» (PDF) . Природа Геонауки . 12 (3): 163–167. Бибкод : 2019NatGe..12..163S. дои : 10.1038/s41561-019-0310-1. ISSN  1752-0908. S2CID  134307699.[ нужна проверка ]
  76. ^ Пистоне, Кристина; Эйзенман, Ян; Раманатан, Вирабхадран (2019). «Радиационное нагревание свободного ото льда Северного Ледовитого океана». Письма о геофизических исследованиях . 46 (13): 7474–7480. Бибкод : 2019GeoRL..46.7474P. дои : 10.1029/2019GL082914. ISSN  1944-8007. S2CID  197572148.
  77. ^ Стокер, ТФ; Кларк, GKC; Ле Трой, Х.; Линдзен, РС; Мелешко, вице-президент; Мугара, РК; Палмер, Теннесси; Пьерумбер, RT; Селлерс, ПиДжей; Тренберт, Кентукки; Виллебранд, Дж. (2001). «Глава 7: Физические климатические процессы и обратные связи» (PDF) . В Манабе, С.; Мейсон, П. (ред.). Изменение климата 2001: Научная основа. Вклад Рабочей группы I в Третий оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Полный текст в произвольном порядке) . Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. стр. 445–448. ISBN 978-0-521-01495-3.
  78. ^ «Криосфера сегодня». Группа полярных исследований Университета Иллинойса Урбана-Шампейн. Архивировано из оригинала 23 февраля 2011 г. Проверено 2 января 2008 г.
  79. ^ «Новости арктического морского льда, осень 2007 г.» . Национальный центр данных по снегу и льду. Архивировано из оригинала 23 декабря 2007 г. Проверено 2 января 2008 г..
  80. ^ «Уровень арктического льда достиг рекордно низкого уровня при открытии Северо-Западного прохода» . Викиновости . 16 сентября 2007 г.
  81. ^ «Как избежать опасного изменения климата» (PDF) . Метеорологическое бюро. 2008. с. 9. Архивировано из оригинала (PDF) 29 декабря 2010 года . Проверено 29 августа 2008 г.
  82. ^ Адам, Д. (5 сентября 2007 г.). «Свободная ото льда Арктика может быть здесь через 23 года». Хранитель . Проверено 2 января 2008 г.
  83. ^ Эрик Стейг; Гэвин Шмидт (4 декабря 2004 г.). «Антарктическое похолодание, глобальное потепление?». Реальный Климат . Проверено 20 января 2008 г.
  84. ^ "Зона морского льда Южного полушария" . Криосфера сегодня. Архивировано из оригинала 13 января 2008 г. Проверено 20 января 2008 г.
  85. ^ «Глобальная зона морского льда». Криосфера сегодня. Архивировано из оригинала 10 января 2008 г. Проверено 20 января 2008 г.
  86. ↑ Университет Вирджинии (25 марта 2011 г.). «Исследование показывает, что в российских бореальных лесах происходит смена растительности». ScienceDaily.com . Проверено 9 марта 2018 г.
  87. ^ Репо, Мэн; Сусилуото, С.; Линд, SE; Йокинен, С.; Ельсаков В.; Биаси, К.; Виртанен, Т.; Мартикайнен, П.Дж. (2009). «Большие выбросы N2O из криотурбированной торфяной почвы в тундре». Природа Геонауки . 2 (3): 189. Бибкод : 2009NatGe...2..189R. дои : 10.1038/ngeo434.
  88. ^ Кейтлин МакДермотт-Мерфи (2019). «Не до смеха». Гарвардская газета . Проверено 22 июля 2019 г.
  89. ^ Симо, Р.; Дакс, Дж. (2002). «Глобальная эмиссия диметилсульфида в океан, предсказанная на основе биогеофизических данных». Глобальные биогеохимические циклы . 16 (4): 1018. Бибкод : 2002GBioC..16.1018S. дои : 10.1029/2001GB001829 . S2CID  129266687.
  90. ^ Исаксен, Ивар С.А.; Майкл Гаусс; Гуннар Мюре; Кэти М. Уолтер; Энтони и Кэролайн Руппель (20 апреля 2011 г.). «Сильная обратная связь химии атмосферы с потеплением климата из-за выбросов метана в Арктике» (PDF) . Глобальные биогеохимические циклы . 25 (2): н/д. Бибкод : 2011GBioC..25.2002I. дои : 10.1029/2010GB003845. hdl : 1912/4553. S2CID  17810925. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 1 февраля 2013 г.
  91. ^ Аб Ян, Цзун-Лян. «Глава 2: Глобальный энергетический баланс» (PDF) . Техасский университет . Проверено 15 февраля 2010 г.
  92. ^ abc Кронин, Тимоти В.; Дутта, Ишир (17 июля 2023 г.). «Насколько хорошо мы понимаем обратную связь Планка». Журнал достижений в моделировании систем Земли . 15 (7): 1–19. дои : 10.1029/2023MS003729 .
  93. ^ abc Бони, Сандрин; Колман, Роберт; Катцов Владимир Михайлович; Аллан, Ричард П.; Бретертон, Кристофер С.; Дюфрен, Жан-Луи; Холл, Алекс; Халлегатт, Стефан; Холланд, Марика М.; Ингрэм, Уильям; Рэндалл, Дэвид А.; Соден, Брайан Дж.; Целиусис, Георгий; Уэбб, Марк Дж. (1 августа 2006 г.). «Насколько хорошо мы понимаем и оцениваем процессы обратной связи по изменению климата?». Журнал климата . 19 (15): 3445–3482. дои : 10.1175/JCLI3819.1 .См. Приложения A и B для более подробного обзора этого и подобных составов.
  94. ^ Йоос, Ф.; Рот, Р.; Фуглестведт, Дж.С.; Питерс, врач общей практики; Энтинг, И.Г.; и другие. (8 марта 2013 г.). «Функции импульсной реакции углекислого газа и климата для расчета показателей парниковых газов: многомодельный анализ». Химия и физика атмосферы . 13 (5): 2793–2825 гг.Материал был скопирован из этого источника, который доступен по непортированной лицензии Creative Commons Attribution 3.0. doi : 10.5194/acpd-12-19799-2012 . hdl : 20.500.11850/58316 .
  95. ^ Грегори, Дж. М.; Джонс, компакт-диск; Кадуле, П.; Фридлингштейн, П. (2009). «Количественная оценка обратной связи углеродного цикла». Журнал климата . 22 (19): 5232–5250. Бибкод : 2009JCli...22.5232G. дои : 10.1175/2009JCLI2949.1 .
  96. ^ Арчер, Дэвид (2005). «Судьба CO2 ископаемого топлива в геологическом времени» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 110 (С9): C09S05. Бибкод : 2005JGRC..110.9S05A. CiteSeerX 10.1.1.364.2117 . дои : 10.1029/2004JC002625. 
  97. ^ 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.
  98. ^ «Углеродный цикл - Науки о Земле - Visionlearning» . Обучение видению .
  99. ^ «Пролог: Долгая оттепель: как люди изменят климат Земли в следующие 100 000 лет, Дэвид Арчер». Princeton.edu . Архивировано из оригинала 4 июля 2010 г. Проверено 9 августа 2010 г.
  100. ^ Крамер, В.; Бондо, А.; Вудворд, Финляндия; Прентис, IC; Беттс, РА; Бровкин В.; Кокс, премьер-министр; Фишер, В.; Фоли, Дж.А.; Друг, А.Д.; Кучарик, К.; Ломас, MR; Раманкутти, Н.; Ситч, С.; Смит, Б.; Уайт, А.; Янг-Моллинг, К. (2001). «Глобальная реакция структуры и функций наземных экосистем на CO2 и изменение климата: результаты шести динамических глобальных моделей растительности» (PDF) . Биология глобальных изменений . 7 (4): 357. Бибкод : 2001GCBio...7..357C. дои : 10.1046/j.1365-2486.2001.00383.x. S2CID  52214847.
  101. ^ Джейкобсон, Марк Закари (2005). Основы моделирования атмосферы (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-83970-9.
  102. ^ Аренс, К. Дональд (2006). Метеорология сегодня (8-е изд.). Брукс/Коул Паблишинг. ISBN 978-0-495-01162-0.
  103. ^ «Введение в динамику климата и моделирование климата - обратная связь по водяному пару и градиенту скорости». www.climate.be . Проверено 28 августа 2023 г.
  104. ^ ab Armour, Кайл С.; Битц, Сесилия М.; Роу, Джерард Х. (1 июля 2013 г.). «Изменчивая во времени чувствительность климата в зависимости от региональных обратных связей». Журнал климата . 26 (13): 4518–4534. Бибкод : 2013JCli...26.4518A. doi : 10.1175/jcli-d-12-00544.1. hdl : 1721.1/87780 . S2CID  2252857.
  105. ^ 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. 
  106. ^ Хан, LC; Броня, КС; Баттисти, Д.С.; Донохью, А.; Полинг, АГ; Битц, КМ (28 августа 2020 г.). «Подъем Антарктики вызывает асимметрию полушарий в климатологии и обратной связи о скорости отклонения полярных полюсов». Письма о геофизических исследованиях . 47 (16): е88965. Бибкод : 2020GeoRL..4788965H. дои : 10.1029/2020GL088965 . S2CID  225410590.
  107. ^ А.Э. Десслер; СК Шервуд (20 февраля 2009 г.). «Вопрос влажности» (PDF) . Наука . 323 (5917): 1020–1021. дои : 10.1126/science.1171264. PMID  19229026. S2CID  10362192. Архивировано из оригинала (PDF) 14 июля 2010 г. Проверено 2 сентября 2010 г.
  108. ^ Хансен, Джеймс; Сато, Макико; Хареча, Пушкир; фон Шукманн, Карина (январь 2012 г.). «Энергетический дисбаланс Земли». НАСА. Архивировано из оригинала 4 февраля 2012 г.
  109. ^ Мил, Г.А., Т.Ф. Стокер, У.Д. Коллинз, П. Фридлинстайн, А.Т. Гэй, Дж.М. Грегори, А. Кито, Р. Кнутти, Дж.М. Мерфи, А. Нода, SCB Raper, И.Г. Уоттерсон, А.Дж. Уивер и З.-К. Чжао, 2007: Глава 10: Прогнозы глобального климата. В: Изменение климата, 2007: Основы физической науки. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Соломон, С., Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х.Л. Миллер (редакторы) .)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. (Раздел 10.4.1 Обратные связи углеродного цикла и растительности)

Внешние ссылки