РГI Научные аспекты - Резюме для лиц, определяющих политику

Влияние деятельности человека будет и дальше изменять состав атмосферы в XXI столетии.

Рисунок РП-5. Глобальный климат в XXI столетии будет зависеть от естественных изменений и от реакции климатической системы на деятельность человека.

Модели климата позволяют оценить реакцию многих климатических переменных параметров, таких, как повышения глобальной приземной температуры и уровня моря, на различные сценарии выбросов парниковых газов и других связанных с деятельностью человека выбросов. а) Показаны выбросы CO₂ в рамках шести иллюстративных сценариев, представленных в СДСВ, которые обобщены в текстовом блоке на стр. 17, наряду с IS92а, в целях сравнения с ВДО. b) Показаны прогнозируемые концентрации СО₂. (с) Показаны антропогенные выбросы SО₂. Выбросы других газов и других аэрозолей были учтены в этой модели, однако не показаны на рисунке. d) и е) Показаны прогнозируемые реакции соответственно температуры и уровня моря. Весь охват СДСВ с использованием нескольких моделей» на графиках d) и е) показывает повышения соответственно температуры и уровня моря для простой модели, когда она приведена в соответствие с рядом сложных моделей с определенным диапазоном значений чувствительности климата. «Весь охват СДСВ» означает полный диапазон 35 сценариев СДСВ. «Среднее по моделям для всего охвата СДСВ» означает средний результат от прогона этих моделей для конкретного диапазона сценариев. Следует принять во внимание, что потепление и повышение уровня моря в результате этих выбросов будут продолжаться и после 2100 г. Также следует иметь в виду, что этот диапазон не учитывает неопределенность, связанную с динамическими изменениями объема льда в Западноантарктическом ледовом щите, также как не учитывает и неопределенности в прогнозах несульфатных аэрозолей и концентрациях парниковых газов. [Основано на: а) глава 3, рисунок 3.12; b) глава 3, рисунок 3.12; (с) глава 5, рисунок 5.13; (d) глава 9, рисунок 9.14; (е) глава 11, рисунок 11.12, приложение II]

С помощью моделей были разработаны проекции будущих концентраций парниковых газов и аэрозолей в атмосфере и, соответственно, проекции будущего климата на основе сценариев выбросов, представленных в Специальном докладе о сценариях выбросов (СДСВ) МГЭИК (рисунок РП-5). Эти сценарии были разработаны с целью обновления сценариев, представленных в серии IS92, которые использовались в ВДО и которые, в некоторых случаях, показаны для сравнения в настоящем докладе.

Парниковые газы

Выбросы СО₂ в результате сжигания ископаемых видов топлива являются практически достоверно⁷ тем фактором, который будет оказывать доминирующее влияние на тенденции в содержании СО₂ в атмосфере в XXI столетии.
В то время как концентрация СО₂ в атмосфере будет возрастать, океан и суша будут поглощать все меньшую долю антропогенных выбросов СО₂. Нетто-влияние обратных связей суши и океана с климатом, как показывают модели, будет заключаться в дальнейшем повышении запрогнозированных концентраций СО₂ в атмосфере в результате уменьшения поглощения СО₂ океанами и сушей.
Согласно моделям круговорота углерода к 2010 г. концентрации СО₂ в атмосфере составят от 540 до 970 млн^-1 для иллюстративных сценариев, описанных в СДСВ (что от 90 до 250 % выше концентрации в 280 млн^-1 в 1750 г.) (рисунок РП-5b). В этих проекциях учтены климатические обратные связи между сушей и океанами. Наличие неопределенностей, особенно в отношении величины обратной связи между климатом и земной биосферой, является причиной вариаций примерно на –10 — +30 % вокруг каждого сценария. Общий диапазон составляет от 490 до 1260 млн^-1 (что на 75—350 % выше концентрации 1750 г.).
Изменения в землепользовании могут повлиять на концентрацию СО₂ в атмосфере. Гипотетически, если весь углерод, высвободившийся в ходе истории в результате изменений в землепользовании, мог бы быть возвращен в земную биосферу в течение одного столетия (например путем лесовозобновления), концентрация СО₂ была бы уменьшена на 40—70 млн^-1.
Выполненные с помощью моделей расчеты концентраций иных, чем СО₂, парниковых газов в атмосфере к 2100 г. дали весьма различные результаты для иллюстративных сценариев, описанных в СДСВ; согласно этим результатам концентрация CH₄ изменится на –190 — +1970 млрд^-1 (современная концентрация — 1760 млрд^-1), концентрация N₂O изменится на +38 — +144 млрд^-1 (современная концентрация 316 млрд^-1), общее содержание О₃ в тропосфере изменится на 12 — +62 %, а широкий диапазон изменений в концентрациях ХФУ, ПФУ и SF₆ cоответствует 2000 г. В рамках некоторых сценариев О₃, содержащийся в тропосфере, станет столь же значимым фактором радиационного воздействия, как и CH₄, и над большей частью территорий северного полушария будет препятствовать решению текущих задач по улучшению качества воздуха.
Для стабилизации радиационного воздействия необходимо будет сократить выбросы парниковых газов и газов, регулирующих их концентрацию. Например в том, что касается наиболее важного антропогенного парникового газа, модели круговорота углерода свидетельствуют о том, что стабилизация концентраций СО₂ в атмосфере на уровнях 450, 650 или 1000 млн^-1 потребует уменьшения глобальных антропогенных выбросов СО₂ до значений ниже уровня 1990 г., соответственно, в течение нескольких десятилетий, примерно столетия или примерно двух столетий, а затем и дальнейшего их постоянного уменьшения. В конечном итоге, выбросы СО₂ должны будут уменьшиться до такого уровня, чтобы составлять очень малую долю от современных значений выбросов.

Аэрозоли

Сценарии, представленные в СДСВ, предусматривают возможность как увеличений, так и уменьшений в содержании антропогенных аэрозолей (например: сульфатных аэрозолей (рисунок РП-5с), аэрозолей от сжигания биомассы, аэрозолей, содержащих сажу и органический углерод), в зависимости от масштабов использования ископаемых видов топлива и от политики по борьбе с загрязняющими атмосферу выбросами. В дополнение к этому, прогнозируется увеличение в результате изменений в климате содержания естественных аэрозолей (например: морской соли, пыли и выбросов, ведущих к образованию сульфатных и углеродных аэрозолей).

Радиационное воздействие в XXI столетии

Согласно иллюстративным сценариям, представленным в СДСВ, относящимся к 2000 г., глобальное среднее радиационное воздействие, вызываемое парниковыми газами, будет продолжать увеличиваться в течение XXI столетия, причем доля воздействия, связанная с CO₂, увеличится, согласно проекциям, со значения, несколько превышающего половину, до значения примерно в три четвертых. Изменение в прямом плюс косвенном радиационном воздействии под влиянием аэрозолей будет, согласно прогнозам, меньше по величине, чем изменение под влиянием CO₂.

В рамках всех сценариев, представленных в СДСВ МГЭИК, глобальняя средняя температура и уровень моря будут, согласно проекциям, повышаться.

С целью разработки проекций будущего климата в модели были введены как происходившие в прошлом, так и ожидаемые в будущем выбросы парниковых газов и аэрозолей. Соответственно, в них включены оценочные значения потепления, происходившего до сегодняшнего дня, и потепления, ожидаемого в будущем из-за выбросов в прошлом.

Температура

Глобальная средняя приземная температура, согласно проекциям, повысится в период с 1990 г. по 2100 г. на 1,4— 5,8 °С (рисунок РП-5d). Эти результаты, полученные на основе ряда моделей^{10,
11} климата, соответствуют всему диапазону 35 сценариев, представленных в СДСВ.
Повышение температуры, по проекциям, будет больше, чем это повышение, указанное в ВДО и составляющее 1,0—3,5 °С на основе шести сценариев IS92. Более высокие запрогнозированные значения температуры и более широкий диапазон являются следствием, в основном, более низких запрогнозированных выбросов двуокиси серы в сценариях СДСВ по сравнению со сценариями IS92.
Запрогнозированные темпы потепления гораздо больше, чем наблюдавшиеся изменения в течение ХХ столетия; при этом они, весьма вероятно⁷, будут беспрецедентными по меньшей мере за последние 10 000 лет, как можно судить по палеоклиматическим данным.
По состоянию на 2100 г. диапазон реакции приземной температуры, полученный с помощью прогона группы моделей климата при одном заданном сценарии, сопоставим с диапазоном, полученным от прогона одной модели с различными сценариями, представленными в СДСВ.
При рассмотрении временных масштабов в несколько десятилетий современные наблюдаемые темпы потепления могут быть использованы для сдерживания прогнозируемой реакции на заданный сценарий выбросов, несмотря на неопределенность в значениях чувствительности климата. Такой подход предполагает, что вызываемое антропогенными причинами потепление, вероятно⁷, будет происходить в диапазоне от 0,1 до 0,2 °С в десятилетие в течение нескольких следующих десятилетий в рамках сценария IS92а,что аналогично соответствующему диапазону прогнозов, полученных с помощью простой модели и проиллюстрированных на рисунке РП-5d.
Результаты последних работ с глобальной моделью показывают, что весьма вероятно⁷, что потепление над почти всеми районами суши будет происходить более быстрыми темпами, чем в среднем по земному шару, и особенно это относится к территориям, находящимся в высоких широтах северного полушария в холодный сезон. Особенно заметно это будет проявляться в потеплении в северных районах Северной Америки и в северной и центральной частях Азии, где, согласно результатам каждой модели, потепление будет превышать глобальное среднее потепление более чем на 40 %. В противоположность этому, потепление будет меньше глобального среднего изменения на территориях в южной и юго-восточной частях Азии в летний период и в южной части Южной Америки в зимний период.
Согласно результатам многих моделей наблюдающиеся в последнее время тенденции в значениях приземной температуры станут в большей степени соответствовать явлению Эль-Ниньо в тропической зоне Тихого океана, причем потепление в восточной части тропической зоны Тихого океана будет больше, чем в западной части тропической зоны Тихого океана, с соответствующим перемещением атмосферных осадков в восточном направлении.

Атмосферные осадки

Согласно результатам моделирования с использованием глобальной модели и широкого ряда сценариев глобальное среднее содержание водяного пара и количество атмосферных осадков в XXI столетии будут возрастать. Ко второй половине XXI столетия количество осадков, вероятно⁷, увеличится в зимний период над средними-высокими широтами северного полушария и над Антарктикой. Что касается низких широт, над территориями суши будут наблюдаться как увеличение, так и уменьшение осадков в зависимости от регионов. Значительные колебания количества осадков по годам, весьма вероятно⁷, будут наблюдаться на большинстве территорий, для которых проекции дают увеличение среднего количества осадков.

Экстремальные явления

В таблице РП-1 представлены оценки степени достовер ности изменений в экстремальных метеорологических и климатических явлениях как наблюдавшихся во второй половине ХХ столетия (левая колонка), так и в прогно зируемых на XXI столетие (правая колонка)^а. Эти оценки основаны на результатах исследований с учетом как данных наблюдений, так и результатов моделирования, а также на физическом правдоподобии проекций на будущее в рамках всех широко используемых сценариев и с учетом суждений экспертов⁷.

В том что касается некоторых других экстремальных явлений, многие из которых могут оказывать важное влияние на окружающую среду и человеческое общество, то на сегодняшний день недостаточно информации для оценки соответствующих последних тенденций, а для моделей климата недостаточно пространственных подробностей, позволяющих разработать надежные проекции. Например, явления очень мелкого масштаба, такие, как: грозы, торнадо, град и молнии — не учитываются в моделях климата.

*Таблица РП-1.* Оценки степени достоверности наблюдаемых и прогнозируемых изменений в экстремальных метеорологических и климатологических явлениях

Степень достоверности наблюдаемых изменений (вторая половина ХХ столетия)	Изменения в явлениях	Степень достоверности проекций изменений (в течение XXI столетия)

Вероятно⁷	Повышение максимальных температур и увеличение количества жарких дней почти на всех территориях суши	Весьма вероятно⁷
Весьма вероятно⁷	Повышение минимальных температур, уменьшение количества холодных дней и морозных дней почти на всех территориях суши	Весьма вероятно⁷
Весьма вероятно⁷	Уменьшение диапазона суточных температур на большинстве территорий суши	Весьма вероятно⁷
Вероятно⁷, на многих территориях	Повышение индекса тепла¹² на территориях суши	Весьма вероятно⁷, на большинстве территорий
Вероятно⁷, на многих территориях суши в средних-высоких широтах северного полушария	Увеличение интенсивности явлений выпадения атмосферных осадков^b	Весьма вероятно⁷, на большинстве территорий
Вероятно⁷, на некоторых территориях	Увеличение интенсивности сухих условий на континентах в летний период и связанного с этим риска засух	Вероятно⁷, на большинстве территорий внутри континентов в средних широтах (Отсутствие надежных проекций для других территорий)
Не наблюдалось, судя по результатам нескольких проведенных анализов	Увеличение интенсивности пиковых ветров при тропических циклонах^c	Вероятно⁷, на некоторых территориях
Данных для оценки недостаточно	Увеличение интенсивности средних и пиковых атмосферных осадков при тропических циклонах^c	Вероятно⁷, на некоторых территориях

^a а Более подробные сведения см. в главе 2 (наблюдения) и главах 9, 10 (прогнозы). ^b В том, что касается других территорий, данных либо недостаточно, либо результаты анализов противоречивы. ^c Прошлые и будущие изменения в местонахождении и частоте тропических циклонов носят неопределенный характер.

Явление Эль-Ниньо

Степень достоверности проекций изменений будущей частоты, амплитуды и пространственной структуры явлений Эль-Ниньо в тропической зоне Тихого океана не может быть достаточно четко определена из-за недостатков в моделировании явления Эль-Ниньо с использованием сложных моделей. Согласно разработанным на сегодняшний день прогнозам в течение следующих 100 лет амплитуда явлений Эль-Ниньо изменится мало или слегка возрастет.
Даже при небольшом изменении амплитуды Эль-Ниньо или при отсутствии такого изменения глобальное потепление, вероятно⁷ , приведет к более масштабным экстремальным явлениям в виде сухих условий и очень сильных дождей и повысит риск засух и наводнений, связанных с явлениями Эль-Ниньо, во многих различных регионах.

Муссоны

Вероятно⁷, что потепление, связанное с повышением концентраций парниковых газов, приведет к увеличению изменчивости атмосферных осадков во время летних азиатских муссонов. Изменения в средней продолжительности и интенсивности муссонов при прогнозировании зависят от подробностей конкретного сценария выбросов. Степень достоверности таких проекций также ограничивается тем, насколько хорошо модели климата позволяют смоделировать подробную сезонную эволюцию муссонов.

Термохалинная циркуляция

Результаты работы с большинством моделей свидетельствуют об ослаблении термохалинной циркуляции океанов, которое ведет к уменьшению переноса тепла в высокие широты северного полушария. Однако даже те модели, которые свидетельствуют об ослаблении термохалинной циркуляции, позволяют прогнозировать по-прежнему потепление над Европой в результате повышения концентраций парниковых газов. Согласно современным прогнозам, построенным на использовании моделей климата, до 2100 г. термохалинная циркуляция не прекратится. Что же касается периода после 2100 г., термохалинная циркуляция может полностью, и возможно, необратимо прекратиться в любом из полушарий, если изменение в радиационном воздействии будет достаточно большим и будет происходить достаточно долго.

Снег и лед

Согласно проекциям, протяженность снежного покрова и морского льда в северном полушарии будет и далее уменьшаться.
Ледники и ледниковые куполы, согласно прогнозам, будут в течение XXI столетия повсеместно отступать.
Антарктический ледовый щит, вероятно⁷, увеличит свою массу вследствие увеличения атмосферных осадков, в то время как ледовый щит Гренландии, вероятно⁷, потеряет свою массу, поскольку увеличение стока будет более значительным, чем увеличение атмосферных осадков.
По поводу стабильности Западноантарктического ледового щита была выражена озабоченность, поскольку его основание находится ниже уровня моря. Тем не менее, на сегодняшний день достигнуто общее мнение, что таяние укоренившегося льда, ведущее к значительному повышению уровня моря из-за этого источника, будет в течение XXI столетия весьма маловероятным⁷, хотя его динамика пока еще недостаточно понятна, особенно для того, чтобы разрабатывать прогнозы в более продолжительных временных масштабах.

Уровень моря

Согласно полному диапазону сценариев, представленных в СДСВ, глобальный средний уровень моря в период между 1990 г. и 2100 г. повысится на 0,09—0,88 м. Это должно произойти главным образом из-за теплового расширения и таяния ледников и ледниковых куполов (рисунок РП=5е). Диапазон повышения уровня моря, представленный в ВДО на основе сценариев IS92, составлял 0,13—0,94 м. Несмотря на то, что проекции в рамках настоящей оценки свидетельствуют о большем повышении температуры, прогнозы повышения уровня моря дают более низкие значения, что в основном объясняется использованием усовершенствованных моделей, согласно которым вклад со стороны ледников и ледовых щитов будет меньше.

Происходящее под влиянием деятельности человека изменение климата будет продолжаться в течение многих столетий.

Выбросы долго сохраняющихся в атмосфере парниковых газов (например: CO₂, N₂O, ПФУ, SF₆) оказывают продолжительное влияние на состав атмосферы, радиационное воздействие и климат. Например, спустя несколько столетий после того, как произошли выбросы CO₂, примерно одна четвертая увеличения концентрации CO₂ в результате этих выбросов все еще сохраняется в атмосфере.
После того как концентрации парниковых газов будут стабилизированы, глобальная средняя приземная температура будет продолжать возрастать со скоростью всего несколько десятых градуса в столетие, а не на несколько градусов в столетие, как в проекциях на XXI столетие, при отсутствии стабилизации. Чем ниже уровень, на котором удастся стабилизировать концентрации, тем меньше будет общее изменение температуры.
Повышение глобальной средней приземной температуры и уровня моря в результате теплового расширения океанов будет продолжаться, согласно прогнозам, еще в течение нескольких столетий после стабилизации концентраций парниковых газов (даже на сегодняшнем уровне) вследствие того, что глубоким океанам требуются продолжительные периоды времени для адаптации к изменению климата.
Ледовые щиты будут продолжать реагировать на потепление климата и способствовать повышению уровня моря в течение тысячелетий после того, как климат стабилизируется. Модели климата показывают, что локальное потепление в Гренландии, вероятно⁷, в 1—3 раза превышает глобальное среднее значение. Модели поведения ледовых щитов показывают, что локальное потепление, превышающее 3 °С, в случае сохранения в течение тысячелетий приведет в конечном итоге к полному растаиванию ледового щита Гренландии и в результате к повышению уровня моря примерно на 7 м. Локальное потепление на 5,5 °С в случае сохранения в течение 1000 лет, вероятно⁷, приведет к тому, что только за счет Гренландии уровень моря повысится примерно на 3 м.
Современные модели динамики льда позволяют предположить, что таяние Западноантарктического ледового щита может способствовать повышению уровня моря в течение следующих 1000 лет примерно на 3 м, однако эти результаты в сильной степени зависят от допущений в моделях относительно сценариев изменения климата, динамики льда и других факторов.

Для заполнения пробелов в информации и знаниях необходимы дальнейшие действия.

Для улучшения способности обнаруживать, объяснять и понимать процесс изменения климата, устранять неопределенности и строить проекции изменения климата в будущем необходимы дальнейшие научные исследования. В частности, существует потребность в проведении дополнительных систематических и непрерывных наблюдений, моделирования и исследований процессов. Серьезную озабоченность вызывает факт уменьшения сетей станций наблюдений. Ниже перечислены высокоприоритетные области, в которых требуются активные действия.

Систематические наблюдения и реконструкция климата:
- переход от уменьшения к увеличению сетей для проведения наблюдений во многих частях земного шара;
- обеспечение и расширение основы в виде данных наблюдений для проведения исследований климата путем предоставления точных, охватывающих продолжительные периоды совместимых данных, включая осуществление стратегии комплексных глобальных наблюдений;
- активизация работ по реконструкции климата в прошлые периоды;
- совершенствование наблюдений за пространственным распределением парниковых газов и аэрозолей.
Моделирование и исследование процессов:
- углубление понимания механизмов и факторов, вызывающих изменения в радиационном воздействии;
- понимание и характеристика важных, не получивших еще своего определения процессов и обратных связей как физического, так и биогеохимического характера, в климатической системе;
- совершенствование методов количественного определения неопределенностей в проекциях и сценариях изменения климата, включая моделирование по ансамблю за долгосрочные периоды с использованием сложных моделей;
- совершенствование комплексной иерархии моделей глобального и регионального климата с уделением основного внимания моделированию изменчивости климата, региональных изменений климата и экстремальных явлений;
- установление более эффективной связи между моделями физического климата и биогеохимической системы и далее улучшение сопряженности с описаниями деятельности человека.

Охват этих ключевых областей является решающим вопросом, связанным с укреплением международного сотрудничества и координации в целях более совершенного использования ресурсов науки, вычислительных средств и сетей наблюдений. Такие действия будут также способствовать свободному обмену данными между учеными. Одна из особых потребностей заключается в необходимости расширения возможностей для проведения наблюдений и научных исследований во многих регионах мира, особенно в развивающихся странах. И наконец так же, как и в случае с целью настоящей оценки, существует постоянная потребность в сообщении сведений о последних научных достижениях, с тем чтобы они могли быть применены в процессе принятия решений.

Сценарии выбросов, представленные в Специальном докладе о сценариях выбросов (СДСВ)

А1. Сюжетная линия и сценарное семейство А1 содержат описание будущего мира, характеризуемого очень быстрым экономическим ростом, глобальным населением, показатели которого достигают пиковых значений в середине века с последующим уменьшением, а также быстрым внедрением новых и более эффективных технологий. Основополагающими темами являются постепенное сближение разных регионов, создание потенциала и активизация культурных и социальных взаимосвязей при значительном уменьшении региональных различий в доходе на душу населения. Сценарное семейство А1 разделяется на три группы, дающие описание альтернативных вариантов технологического изменения в энергетической системе. Три группы А1 отличаются своим центральным технологическим элементом: значительная доля ископаемых видов топлива (А1FI), неископаемые источники энергии (А1Т) и равновесие между всеми источниками (А1В) (где равновесие определяется в качестве не слишком большой зависимости от одного конкретного источника энергии, исходя из того, что аналогичные темпы повышения эффективности применяются в отношении всех технологий энергоснабжения и конечного использования).

А2. В сюжетной линии и сценарном семействе А2 дается описание очень неоднородного мира. Основополагающей темой является самообеспечение и сохранение местной самобытности. Показатели рождаемости в разных регионах очень медленно сближаются, результатом чего является постоянный рост общей численности населения. Экономическое развитие имеет главным образом региональную направленность, а экономический рост в расчете на душу населения и технологические изменения являются более фрагментарными и медленными по сравнению с другими сюжетными линиями.

В1. Сюжетная линия и сценарное семейство В1 содержат описание движущегося в одном направлении мира с тем же самым глобальным населением, которое достигает максимальной численности в середине века, а затем уменьшается, как и в сюжетной линии А1, однако при быстрых изменениях в экономических структурах в направлении сервисной и информационной экономики с уменьшением материальной интенсивности и внедрением чистых и ресурсосберегающих технологий. Главное внимание уделяется глобальным решениям в интересах экономической, социальной и экологической устойчивости, включая большую справедливость, но без дополнительных инициатив, связанных с климатом.

В2. Сюжетная линия и сценарное семейство В2 содержат описание мира, в котором главное внимание уделяется локальным решениям проблемы экономической, социальной и экологической устойчивости. Это мир с постоянно увеличивающимся глобальным населением при темпах ниже, чем в А2, промежуточными уровнями экономического развития и менее быстрыми и более разнообразными технологическими изменениями по сравнению с сюжетными линиями В1 и А1. Хотя данный сценарий также ориентирован на охрану окружающей среды и социальную справедливость, главное внимание в нем уделяется местным и региональным уровням.

Был избран иллюстративный сценарий для каждой из шести сценарных групп А1В, А1FI, А1Т, А2, В1 и В2. Их все следует рассматривать в качестве одинаково обоснованных.

В сценариях, представленных в СДСВ, не учтены дополнительные инициативы в отношении климата, что означает, что ни в один из сценариев не включено допущение об осуществлении Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата или о решении задачи уменьшения выбросов согласно Киотскому протоколу.

Другие доклады в этой подборке