Исследователи смоделировали Землю, на которой после того, как 1800 миллиардов тонн углерода вошли в атмосферу, все выбросы углекислого газа внезапно прекратились. Ученые обычно используют сценарий прекращения выбросов, чтобы измерить остаточную способность углекислого газа удерживать тепло.
В течение тысячелетия после этого смоделированного отключения сам углерод неуклонно исчезал: 40 процентов поглощалось океанами и сушей Земли в течение 20 лет, а 80 процентов — в конце 1000 лет.Само по себе такое уменьшение содержания углекислого газа в атмосфере должно приводить к похолоданию.
Но тепло, удерживаемое углекислым газом, пошло по другому пути.После столетия похолодания планета нагрелась на 0,37 градуса по Цельсию (0,66 по Фаренгейту) в течение следующих 400 лет, поскольку океан поглощал все меньше и меньше тепла. Хотя результирующий всплеск температуры кажется небольшим, немного тепла здесь имеет большое значение.
Земля нагрелась всего на 0,85 градуса по Цельсию (1,5 градуса по Фаренгейту) с доиндустриальных времен.По оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата, глобальные температуры, которые всего на 2 градуса по Цельсию (3,6 градуса по Фаренгейту) выше, чем доиндустриальные уровни, могут серьезно повлиять на климатическую систему. Чтобы избежать этого, люди должны поддерживать совокупные выбросы углекислого газа ниже 1 000 миллиардов тонн углерода, около половины из которых уже выброшено в атмосферу с момента зарождения промышленности.
Однако сохраняющийся эффект потепления, обнаруженный исследователями, предполагает, что точка в 2 градуса может быть достигнута с гораздо меньшим количеством углерода, сказал первый автор Томас Фролихер, который проводил работу в качестве постдокторского исследователя в Принстонской программе атмосферных и океанических наук под совместным руководством. автор Хорхе Сармьенто, профессор Джорджа Дж. Маги геологии и инженерной геологии.
«Если наши результаты верны, общие выбросы углерода, необходимые для поддержания уровня ниже 2 градусов потепления, должны составить три четверти от предыдущих оценок, всего 750 миллиардов тонн вместо 1 000 миллиардов тонн углерода», — сказал Фроличер, ныне исследователь в Швейцарский федеральный технологический институт в Цюрихе. «Таким образом, ограничение потепления до 2 градусов потребует сохранения будущих совокупных выбросов углерода ниже 250 миллиардов тонн, что составляет лишь половину от уже выброшенного количества в 500 миллиардов тонн».Работа исследователей противоречит научному консенсусу о том, что глобальная температура останется постоянной или снизится, если выбросы внезапно сократятся до нуля. Но предыдущие исследования не учитывали постепенное снижение способности океанов поглощать тепло из атмосферы, особенно полярных океанов, сказал Фролихер. Хотя углекислый газ постоянно рассеивается, Фроличер и его соавторы смогли увидеть, что океаны, которые удаляют тепло из атмосферы, постепенно поглощают меньше.
В конце концов, остаточное тепло компенсирует охлаждение, происходящее из-за уменьшения количества углекислого газа.Фролихер и его соавторы показали, что изменение поглощения тепла океаном в полярных регионах оказывает большее влияние на среднюю глобальную температуру, чем изменение в океанах низких широт, механизм, известный как «эффективность поглощения тепла океаном».
Этот механизм был впервые исследован в статье 2010 года соавтором Фролихера Майклом Винтоном, исследователем из Лаборатории геофизической гидродинамики Национального управления океанических и атмосферных исследований (GFDL) в кампусе Форрестол в Принстоне.«Региональное потребление тепла играет центральную роль. Предыдущие модели не очень хорошо представляли это», — сказал Фролихер.
«Ученые думали, что температура остается постоянной или снижается после прекращения выбросов, но теперь мы показываем, что нельзя исключать возможность повышения температуры», — сказал Фролихер. «Это иллюстрирует, насколько трудно обратить вспять изменение климата — мы прекращаем выбросы, но все же получаем повышение средней глобальной температуры».