К настоящему времени широко признано, что в 2023 году были зафиксированы самые высокие температуры в истории. Однако этот климатический рекорд обладал, несомненно, своеобразной природой.
Статья «Почему 2023 год был таким жарким?» предлагает углубленный анализ и объяснение феномена необычно высоких температур, зафиксированных в течение ушедшего года. Мы рассмотрели различные факторы, влияющие на климатические изменения, и привели экспертные оценки, чтобы выявить основные причины аномального потепления. В статье также рассматриваются возможные последствия для экосистемы, здоровья человека и общества в целом.
Необычные признаки и усиливающиеся явления
С наступлением первых дней лета становилось все более очевидным, что происходит нечто экстраординарное. В июне такие города, как Нью-Йорк, были окутаны удушливой дымовой завесой, возникшей из-за обширных лесных пожаров в Канаде, вызванных засушливыми и теплыми условиями. Это в конечном счете позволило июню закрепить за собой позицию самого теплого из всех зарегистрированных июней.
С наступлением лета усилилась беспрецедентная жара, сопровождавшаяся разрушительными ливнями и наводнениями, которые опустошили различные районы земного шара. Особенно катастрофическим было наводнение, обрушившееся на восточную Ливию, приведшее к гибели бесчисленного количества людей. Недавние исследования показали, что из-за изменения климата экстремальные осадки были в 50 раз более вероятными и в 50 раз более интенсивными, хотя социальные факторы также способствовали разрушениям.
Месяц за месяцем, с июня до конца года, сохранялась рекордная жара. В результате июль претендовал на сомнительную честь быть самым жарким месяцем в истории, превзойдя все предыдущие зарегистрированные температуры с 1880-х годов. Для тех, кто интересуется этим вопросом, следует отметить, что с 1850 года по конец 2023 года прошло ошеломляющие 2076 месяцев.
Неудивительно, что 2023 год не просто завоевал титул самого жаркого года за всю историю наблюдений; он побил предыдущий рекорд, установленный в 2016 году. Теперь ученые пытаются раскрыть причины, стоящие за такой климатической загадкой.
Анализ климатических явлений 2023 года
В начале наглядной иллюстрацией послужит всеобъемлющая карта, показывающая несоответствие между глобальными температурами в 2023 году и давно установленными средними значениями. Спектр желтых, оранжевых и красных тонов, охватывающий почти весь земной шар, эффективно все объясняет.
Чтобы по-настоящему понять глубинные причины, мы должны тщательно изучить графики. Более пристальное изучение двух графиков в левой части визуализации позволяет получить представление о растущей концентрации улавливающего тепло углекислого газа в атмосфере.
В 2023 году люди выбросили в атмосферу ошеломляющие 40,9 миллиарда метрических тонн CO2. Этот выброс был в первую очередь связан с потреблением ископаемого топлива, но также и с практикой землепользования, такой как широкомасштабная вырубка лесов. Хотя есть слабый проблеск оптимизма — снижение выбросов CO2 за последнее десятилетие, — наше положение остается тяжелым.
В мае того же года уровень углекислого газа достиг пика в 424 части на миллион, достигнув беспрецедентной территории, невиданной за миллионы лет, согласно отчетам NOAA и Института океанографии Скриппса. Визуализация дополнительно демонстрирует последствия этого растущего присутствия CO2: параллельный всплеск накопления тепла в климатической системе Земли, понятный с помощью графика, расположенного в левом нижнем углу изображения. Этот график начинается с 2000 года и продолжается до 2023 года.
Джеймс Хансен, бывший директор Института космических исследований имени Годдарда НАСА, предположил, что энергия, накапливаемая в нашей атмосфере в результате выбросов парниковых газов, равносильна ежедневному сбросу 800 000 атомных бомб, подобных тем, которые уничтожили Хиросиму.
Спутниковые наблюдения и тщательный наземный мониторинг позволили НАСА представить представление о перемещении CO2 в атмосфере в течение одного года — 2021. В то время как углекислый газ остается невидимым газом, эта имитация, подсвеченная яркими оттенками желтого, оранжевого и красного, визуализирует поток этого газа. Можно различить как антропогенные источники, так и естественный поток CO2 в биосфере, в основном исходящий от растительности в Северном полушарии.
Роль Эль-Ниньо
Хотя парниковые газы являются основной движущей силой долгосрочного глобального потепления, при понимании печальных показателей прошлого года нельзя игнорировать влияние естественной изменчивости. С точки зрения сезонности, ни одно другое природное климатическое явление не может сравниться по своему воздействию с Южным колебанием Эль-Ниньо (Южная осцилляция). Эль-Ниньо характеризуется чередованием периодов более прохладного Ла-Нинья по всей тропической части Тихого океана с нейтральными условиями между ними.
В начале 2023 года преобладала Ла-Нинья, что привело к снижению температуры поверхности моря на значительной части Тихого океана. Следовательно, средняя глобальная температура поверхности воздуха несколько снизилась.
Тем не менее, после полутора лет господства Ла-Нинья пошла на убыль, перейдя к нейтральным условиям в марте. К маю Эль-Ниньо стал безоговорочным лидером природы, в конечном итоге превратившись в мощное событие. Теплые поверхностные воды моря, образующиеся в результате Эль-Ниньо, выбрасывали тепло в атмосферу, способствуя общему повышению среднемировых температур.
Джош Уиллис, ведущий специалист по климату в Лаборатории реактивного движения НАСА, красноречиво изложил суть дела: «По большей части именно согласованные усилия человечества и влияние Эль-Ниньо определяют нашу климатическую судьбу. В конечном счете, это вызванное человеком потепление затмевает все, в то время как Эль-Ниньо танцует на самом нашем существовании».
Интересно, что в жаркие месяцы с июня по декабрь Эль-Ниньо еще не достиг своего апогея силы. Его влияние на глобальный климат в настоящее время усиливается, указывая на возможность того, что 2024 год может превзойти 2023 год как самый теплый год за всю историю наблюдений.
Тепло, вызванное Эль-Ниньо, исходит из самых глубоких уголков океана, как показано на анимации выше, которая иллюстрирует огромный прилив теплой воды, поднимающейся к поверхности. Это естественное явление лежит в основе характерных для Эль-Ниньо теплых температур поверхности моря.
Однако анимация демонстрирует события исключительно в тропической части Тихого океана вдоль экватора, с сентября по октябрь. Одним из необычных аспектов нынешнего эпизода Эль-Ниньо является то, что он совпал с необычайно аномальным всплеском тепла, произошедшим в океанах по всему миру, как на поверхности, так и глубже. Это возвращает нас к нашей роли в необычайном потеплении, наблюдавшемся в 2023 году.
Продолжительная океаническая лихорадка
Как показано на графике, температура поверхности океана Земли неуклонно повышается с 1970-х годов, и этот факт не вызывает удивления. Однако при ближайшем рассмотрении крайней верхней правой области графика можно стать свидетелем исключительно необычного явления: 2023 год превзошел все рекорды, достигнув самых высоких глобальных температур поверхности моря, когда-либо зарегистрированных.
Следующий график, раскрывающий всеобъемлющую глобальную перспективу «палящих морей», передает еще один необычный аспект 2023 года.
Эти эпизодические случаи приводят к постоянному аномальному повышению температуры океана в определенных регионах планеты. К сожалению, эти аномальные волны тепла пагубно влияют на морскую флору и фауну, а также на сообщества и экономику, проживающие вблизи прибрежных районов.
Изображенная карта показывает обширные регионы необычайной теплоты в Северной Атлантике и Северной части Тихого океана 30 июля 2023 года. Примечательно, что волны морской жары были особенно распространенными и сильными на протяжении всего предыдущего года.
Изменение климата и деятельность человека
К счастью, океаны оказались поглотителями примерно 90 процентов тепловой энергии, образующейся в результате наших выбросов парниковых газов, защищая окружающую среду от всего масштаба ее потенциального воздействия. Следующий график, который демонстрирует историческую прогрессию содержания тепла в океане, иллюстрирует результат этого процесса.
В предыдущем году наблюдался значительный всплеск количества тепла, накопленного в пределах самых верхних 2000 метров океанов Земли. Недавно опубликованное исследование подчеркивает, что это увеличение составило 15 зеттаджоулей в 2023 году, что резко отличается от количества, накопленного в 2022 году.
Чтобы понять величину таких числовых шкал, учтите, что 1 пищевая калория эквивалентна 4184 джоулям. Кроме того, один зеттаджоуль приравнивается к колоссальной цифре в 1 000 000 000 000 000 000 000 джоулей.
Если у кого-то начнет кружиться голова от этого головокружительного набора цифр, вот альтернативная точка зрения: в течение 2022 года человечество потребило всего 0,6 зеттаджоулей энергии исключительно за счет сжигания ископаемого топлива. Этот поразительно низкий показатель составляет всего 4 процента от увеличения температуры мирового океана в следующем году. Это служит свидетельством огромной силы парниковых газов в их способности сдерживать поступающую солнечную энергию, предотвращая таким образом ее повторное излучение в космическое пространство.
Как упоминалось ранее, наше счастье заключается в исключительной способности океанов поглощать огромное количество тепла. Без этой способности глобальное потепление и изменение климата, несомненно, достигли бы ошеломляющих масштабов. Однако следует признать следующее: не все вещества, попадающие в океан, остаются в пределах его границ.
Как поясняется в начале этой статьи, в которой представлена анимация, изображающая растущую массу теплой воды в Тихоокеанском регионе, часть глубинного тепла океанов в конечном счете излучается из его глубин в атмосферу. Следовательно, такое явление в значительной степени способствовало рекордно высоким температурам, наблюдавшимся в 2023 году.
Снижение загрязнения с трагическим побочным эффектом
В то время как глобальные выбросы парниковых газов еще не зафиксировали существенного снижения, человечество действительно добилось заметных успехов в очистке неба от альтернативной формы загрязнения: аэрозолей. Эти мельчайшие частицы, происходящие из различных источников, в совокупности создают метафорический затеняющий зонт над поверхностью Земли, смягчая солнечный нагрев и тем самым компенсируя часть последствий потепления, вызванных нашими выбросами парниковых газов.
Принятие мер по регулированию загрязнения воздуха эффективно уменьшило аэрозольное загрязнение. Более того, в 2020 году были приняты международные правила, направленные на сокращение вредных выбросов, исходящих из судовых дымовых труб, в частности выбросов серы, образующихся при сжигании топлива.
Некоммерческая организация Berkeley Earth, занимающаяся изучением и анализом экологических данных, сообщила, что эти правила привели к резкому сокращению выбросов с крупных судов на 85 процентов. «Это изменение было введено для сохранения здоровья человека, учитывая опасную природу аэрозолей серы», — утверждается в отчете. «Однако эти аэрозоли также обладают способностью отражать солнечный свет, следовательно, оказывая охлаждающее воздействие».
С уменьшением присутствия аэрозольного зонта океаны подвергались меньшему затенению, что, как следствие, привело к повышению температуры. Этот эффект был особенно заметен на северных морских путях с интенсивным движением, где было зарегистрировано заметное повышение температуры примерно на 0,2 градуса по Цельсию, как показал всесторонний анализ.
Хотя это развитие потенциально имеет значительные последствия для вышеупомянутого региона, его глобальное воздействие остается сравнительно незначительным. Согласно отчету Berkeley Earth, «уменьшение содержания аэрозолей серы в море в результате судоходства, хотя и имеет локальное значение в районах с высокими объемами перевозок, скорее всего, лишь незначительно повлияло на последующее повышение средней глобальной температуры».
Грандиозное извержение вулкана
Колоссальное извержение вулкана Хунга-Тонга в южной части Тихого океана в начале 2022 года также заслуживает рассмотрения в качестве потенциального фактора, повлиявшего на климат Земли в предыдущем году. Крупномасштабные извержения вулканов обладают способностью выбрасывать огромное количество серы в атмосферу, где она легко соединяется с водой, образуя отражающие частицы аэрозоля.
Как следствие, эффект зонтика, создаваемый этими аэрозолями, как правило, оказывает охлаждающее воздействие на планету. Однако извержение вулкана Хунга-Тонга отклонилось от нормы в нескольких отношениях.
Расположенный под поверхностью воды, Хунга-Тонга квалифицируется как подводный вулкан. Его извержение 15 января 2022 года привело к самому значительному атмосферному взрыву, когда–либо зафиксированному современными приборами, — взрыву более мощному, чем ядерные испытания, проведенные после Второй мировой войны, как подтверждает Би-би-си. Извержение выбросило в атмосферу ошеломляющие 351 миллиард кубических футов породы, пепла, отложений и других материалов, причем имеются даже свидетельства того, что остатки шлейфа достигли космического пространства.
Как правило, шлейфы, возникающие в результате массивных извержений вулканов, содержат большое количество серы – того же «вредителя», который выбрасывается из дымовых труб судов. Как только сера взаимодействует с водой, она застывает в отражающие аэрозоли, которые оказывают охлаждающий эффект на климат. Однако, в отличие от большинства вулканов, извержение Хунга-Тонга было относительно богатым водяным паром, но со скудным содержанием серы.
Примечательно, что в результате извержения в стратосферу было выброшено 150 миллионов тонн водяного пара, что, по данным Berkeley Earth, повысило его концентрацию в этом слое на впечатляющие 15 процентов. Стоит отметить, что водяной пар представляет собой сильнодействующий парниковый газ, тем самым способствуя повышению температуры в 2023 году — тенденция, которая потенциально может сохраниться в течение нескольких последующих лет.
Тем не менее, остается научной задачей установить, в какой степени охлаждающие аэрозоли серы в результате извержения уравновешивают любые эффекты потепления, и определить конечный результат этого сложного взаимодействия.
Независимо от конкретных ответов на эти вопросы, становится все более очевидным, что воздействие извержения незначительно по сравнению с нашим собственным антропогенным воздействием на климат. Тем не менее, данные свидетельствуют о том, что в ближайшие годы это извержение может незначительно повысить вероятность того, что человечество преодолеет критический порог: потепление на 1,5 градуса по Цельсию выше доиндустриального уровня, которого почти все страны мира обязались избегать в соответствии с условиями Парижского соглашения по климату.
А как насчет Солнца?
Что касается Солнца, давайте исследуем его значение как главного источника энергии, поддерживающей жизнь на нашей планете.
По словам Майкла Висессиона, выдающегося профессора наук о Земле, окружающей среде и планетах Вашингтонского университета, Солнце, по-видимому, излучает свою яркость в устойчивом ритме, но на самом деле это пылкая, волнообразная сфера плазмы, энергетические излучения которой колеблются в многочисленных временных масштабах. Этим проницательным наблюдением поделился Висессион в статье, опубликованной в The Conversation.
Особое значение для нас имеет приблизительно одиннадцатилетний цикл, в течение которого активность Солнца переживает пики и спады. Начиная с надира предыдущего солнечного цикла в 2020 году, жизненная сила Солнца возрастала. Недавние данные указывают на то, что это восхождение было более быстрым, чем ожидалось, ускоряя приближение Солнца к высокому зениту активности раньше, чем прогнозировалось.
При таком естественном увеличении Солнце излучает на Землю большее количество энергии, тем самым способствуя тенденциям потепления планеты. В какой степени это явление могло способствовать беспрецедентному теплу и сбивающим с толку особенностям 2023 года?
Во время солнечного максимума температура на Земле повышается на 0,05 градуса по Цельсию. Это увеличение составляет примерно треть воздействия, вызванного мощным Эль-Ниньо. Хотя ученые должны учитывать этот фактор, он меркнет по сравнению с нашим собственным влиянием на климат.
В заключение, как показало наше исследование, множество взаимосвязанных элементов могут сложным образом объединяться, чтобы поднять глобальные температуры до беспрецедентных значений в течение любого данного года. Значительную часть предыдущего года Эль-Ниньо способствовал повышению температуры. Однако его наиболее глубокие последствия еще предстоит полностью осознать.
Дополнительные переменные, такие как извержения вулканов, уменьшение аэрозольного загрязнения и повышенная солнечная активность, также оказывают свое влияние. Тем не менее, их последствия остаются сравнительно несущественными по сравнению с нашими собственными действиями. В долгосрочной перспективе нельзя отрицать важнейшую истину (независимо от нежелания некоторых людей признавать это): мы обладаем властью над всеми другими способствующими факторами.
Гэвин Шмидт, уважаемый директор Института космических исследований имени Годдарда НАСА, красноречиво излагает эту точку зрения: «Нас завораживает погода и исключительные события, которые происходят в течение определенного года, поскольку они непосредственно влияют на нас. Однако ключевое различие между текущим десятилетием и его предшественниками заключается в непрерывном повышении температуры, что в основном объясняется нашей деятельностью, в первую очередь сжиганием ископаемого топлива».
Если мы не прекратим эту пагубную практику, температура будет продолжать расти, и странности нашего глобального климата будут становиться все более заметными.