Проекции будущих изменений климата

Серьезным достижением данной оценки проекций изменений климата по сравнению с ТДО является большое количество результатов, полученных из более широкого круга моделей. Вкупе с дополнительной информацией, полученной из наблюдений, эти результаты дают количественную основу для оценки вероятности многих аспектов будущего изменения климата. Модели охватывают целый ряд возможных будущих факторов, в том числе идеализированные допущения о выбросах или концентрациях. Они включают иллюстративные сигнальные сценарии СДСВ^[14] на период 2000-2100 годы и модельные эксперименты с парниковыми газами и концентрациями аэрозолей на постоянном уровне после 2000 или 2100 года.

На следующие два десятилетия для целого ряда сценариев выбросов согласно СДСВ прогнозируется потепление приблизительно на 0,2°C за десятилетие. Даже если бы концентрации всех парниковых газов и аэрозолей удерживались на уровне 2000 года, ожидалось бы дальнейшее потепление приблизительно на 0,1°C за десятилетие. {10.3, 10.7}

• После публикации первого доклада МГЭИК (1990 год) оцениваемые проекции показали на 1990-2005 годы повышение глобальной средней температуры приблизительно между 0,15°С и 0,3°С за десятилетие. Сейчас это можно сравнить с наблюдаемыми значениями, составляющими около 0,2°С за десятилетие, что усиливает уверенность в краткосрочных проекциях. {1.2, 3.2}
• Модельные эксперименты показывают, что даже если бы все факторы радиационного воздействия оставались постоянными, на уровне 2000 года, то в следующие два десятилетия все равно имело бы место потепление со скоростью около 0,1°С за десятилетие, главным образом из-за медленной реакции океанов. Если выбросы будут находиться в диапазоне, указанном в сценариях СДСВ, то скорость потепления вырастет вдвое (0,2°C за десятилетие). Проекции наилучших оценок на основании моделей показывают, что среднее потепление за десять лет над каждым населенным континентом к 2030 году будет нечувствительным к выбору сценария СДСВ и, весьма вероятно, будет как минимум вдвое больше соответствующей смоделированной естественной изменчивости за ХХ век. {9.4, 10.3, 10.5, 11.2–11.7, рис. TS-29}

Продолжение выбросов парниковых газов существующими или более высокими темпами вызвало бы дальнейшее потепление и привело бы в XXI веке ко многим изменениям в глобальной климатической системе, которые, весьма вероятно, были бы значительнее тех, что наблюдались в XX веке. {10.3}}

• Успехи в моделировании изменений климата сейчас позволяют получить наилучшие оценки и, вероятно, оцениваемые диапазоны неопределенности для прогнозируемого потепления при разных сценариях выбросов. Результаты для разных сценариев выбросов в данном докладе даются в прямой форме, чтобы избежать потери этой важной в политическом отношении информации. Проекция глобального среднего приземного потепления на конец XXI века (2090-2099 годы) по сравнению с 1980-1999 годами показана в табл. SPM.3. Эти данные иллюстрируют различия между сценариями низких и высоких уровней выбросов по СДСВ, а также проекцию неопределенности потепления, связанную с этими сценариями. {10.5}
• Наилучшие оценки и вероятные диапазоны глобального среднего потепления приземного воздуха для шести сценариев выбросов по СДСВ приведены в данном докладе и показаны в табл. SPM.3. Например, наилучшая оценка для «низкого» сценария (В1) – 1,8°C (вероятный диапазон – от 1,1°C до 2,9°C), а для «высокого» сценария (A1FI) – 4,0°C (вероятный диапазон - от 2,4°C до 6,4°C). Хотя эти проекции в общем согласуются с диапазоном, указанным в ТДО (1,4-5,8°С), их невозможно прямо сравнивать (см. рис. SPM.5). Четвертый доклад об оценках – более продвинутый, так как в нем даны наилучшие оценки и оцениваемый диапазон вероятности для каждого из сигнальных сценариев. Новая оценка вероятных диапазонов сейчас основывается на большем количестве моделей климата, отличающихся все большей сложностью и реализмом, а также на новой информации о характере обратных связей от углеродного цикла и ограничений на реакцию климата, полученной путем наблюдений. {10.5}
• Потепление обычно уменьшает поглощение сушей и океаном углекислого газа из атмосферы, увеличивая долю антропогенных выбросов, остающуюся в атмосфере. Для сценария А2, к примеру, обратная связь «климат – углеродный цикл» повышает соответствующий уровень глобального среднего потепления к 2100 году более чем на 1°C. Оцениваемые верхние диапазоны прогнозов температуры больше, чем в ТДО (см. табл. SPM.3), главным образом потому, что доступный сейчас более широкий диапазон моделей предполагает наличие более сильных обратных связей между климатом и углеродным циклом. {7.3, 10.5}
• Основанные на моделях проекции повышения глобального среднего уровня моря на конец XXI века (2090-2099 годы) показаны в табл. SPM.3. Для каждого сценария средняя точка диапазона в табл. SPM.3 находится в пределах 10% среднего значения по модели ТДО на 2090-2099 годы. Диапазоны уже, чем в ТДО, потому что повысилось качество информации о некоторых неопределенностях в проекциях воздействий.^[15] {10.6}
• Модели, использованные до настоящего времени, не учитывают неопределенности в обратной связи между климатом и углеродным циклом и не включают все последствия изменений в потоках ледовых щитов, потому что основы в опубликованной литературе нет. Проекции включают влияние возросшего потока льда из Гренландии и Антарктиды темпами, которые наблюдались в 1993-2003 годах, но этот расход в будущем может увеличиться или уменьшиться. Например, если бы это влияние росло линейно с глобальным изменением средней температуры, то верхние диапазоны повышения уровня моря по сценариям СДСВ, показанным в табл. SPM.3, повысились бы на 0,1-0,2 м. Более высокие значения исключать нельзя, однако понимание этих эффектов слишком ограничено для того, чтобы оценивать их вероятность или давать наилучшую оценку либо верхний предел повышения уровня моря. {10.6}
• Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере ведет к повышению подкисления океана. Прогнозы на основе сценариев СДСВ дают снижение среднего значения рН^[16] поверхности мирового океана за XXI век на величину от 0,14 до 0,35, тогда как сейчас снижение по сравнению с доиндустриальным уровнем составляет 0,1. {5.4, Box 7.3, 10.4}

Многомодельные средние значения и оцениваемые диапазоны приземного потепления

Рис. SPM.5. Сплошные линии – это многомодельные глобальные средние значения приземного потепления (относительно 1980-1999 годов) для сценариев A2, A1B и B1, показанных как продолжение моделирования ХХ века. Затенение обозначает диапазон среднеквадратичного отклонения ±1 для годовых средних значений по отдельным моделям. Оранжевая линия соответствует эксперименту, при котором концентрации удерживались постоянными, на уровне 2000 года. Серые столбики справа обозначают наилучшую оценку (сплошная линия в каждом столбике) и вероятный диапазон, оцениваемый для шести сигнальных сценариев СДСВ. Наилучшая оценка и вероятные диапазоны на серых столбиках учитывают МОЦАО в левой части рисунка, а также результаты иерархии независимых моделей и ограничения наблюдений. {рис. 10.4 и 10.29}

Сейчас есть более высокая степень уверенности в проекциях динамики потепления и других характеристик регионального масштаба, в том числе изменений ветровых режимов, осадков и некоторых аспектов экстремальных явлений и льда. {8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 9.4, 9.5, 10.3, 11.1}

Прогнозы приземной температуры

Рис. SPM.6. Проекции изменения приземной температуры на начало и конец XXI века по сравнению с 1980-1999 годами. В центральной и правой частях показаны средние многомодельные проекции на основе МОЦАО для сценариев СДСВ B1 (вверху), A1B (в середине) и A2 (внизу), усредненные по десятилетиям 2020–2029 годы (в центре) и 2090–2099 годы (справа). В левой части показаны соответствующие неопределенности как относительные вероятности оценки глобального среднего потепления из разных МОЦАО и моделей системы Земли промежуточной сложности на эти же периоды. В некоторых исследованиях представлены результаты только для комплекта сценариев СДСВ или для разных вариантов моделей. Поэтому разница в количестве кривых в левой части вызвана только разницей в наличии результатов. {Рис. 10.8 и 10.28}

• Проекции потепления на XXI век, демонстрируют независимые от сценария географические тенденции, аналогичные тем, которые наблюдаются в последние несколько десятилетий. Ожидается, что потепление будет наиболее сильным над сушей, причем больше всего на высоких северных широтах, а менее всего – над Южным океаном и северными районами Атлантического океана (см. рис. SPM.6). {10.3}
• Снежный покров, согласно проекциям, уменьшится. Для большинства районов вечной мерзлоты проекции дают масштабное усиление оттепели. {10.3, 10.6}
• Морской лед по прогнозам уменьшится как в Арктике, так и в Антарктиде, причем по всем сценариям СДСВ. По некоторым проекциям к концу XXI века арктический морской лед в конце лета исчезнет почти полностью. {10.3}
• Весьма вероятно, что экстремально высокие температуры, волны тепла и сильные осадки будут продолжать учащаться. {10.3}
• На основании целого ряда моделей вероятно, что тропические циклоны (тайфуны и ураганы) в будущем станут более сильными, с более высокой максимальной скоростью ветра и более сильными осадками, связанными с продолжающимся повышением температуры поверхности тропических морей. Уверенность в прогнозах глобального уменьшения количества тропических циклонов меньше. Очевидное увеличение доли очень сильных штормов с 1970 года в некоторых регионах гораздо больше, чем дают текущие модели на этот период. {9.5, 10.3, 3.8}
• Траектории внетропических циклонов, согласно проекциям, сильнее направлены к полюсам, с последующими изменениями ветровых режимов, осадков и температуры, что подтверждается основным направлением наблюдаемых тенденций за последние полстолетия. {3.6, 10.3}
• После публикации ТДО появилось лучшее понимание проекций изменений режима осадков. Увеличение количества осадков весьма вероятно в высоких широтах, а уменьшение вероятно в большинстве субтропических районов суши (разница по сценарию А1В на 2100 год составляет до 20%, см. рис. SPM.7), что подтверждается наблюдаемым характером изменений в последних тенденциях. {3.3, 8.3, 9.5, 10.3, 11.2 - 11.9}
• На основании существующих моделей весьма вероятно, что меридиональная опрокидывающая циркуляция (МОЦ) Атлантического океана в 21-м веке замедлится. Многомодельное среднее уменьшение к 2100 году по сценарию выбросов СДСВ А1В составляет 25% (диапазон от нуля до почти 50%). Температуры в Атлантическом регионе, согласно проекциям, будут расти, несмотря на такие изменения, вследствие гораздо большего потепления, связанного с проекциями повышения концентрации парниковых газов. Весьма маловероятно, что МОЦ в 21-м веке испытает значительный резкий переход. Более долгосрочные изменения МОЦ с уверенностью оценить нельзя. {10.3, 10.7}

Проекции изменений режима осадков

Рис. SPM.7. Относительные изменения количества осадков (в процентах) за период 2090-2099 годы по сравнению с 1980-1999 годами. Значения представляют собой многомодельные средние, основанные на сценарии СДСВ А1В за период декабрь-февраль (слева) и июнь-август (справа). Белые участки – это места, где менее чем 66% моделей дают одинаковый знак изменения, а пунктирные части – места, где более 90% дают одинаковый знак изменения. {Рис. 10.9}

Антропогенное потепление и повышение уровня моря продолжались бы веками из-за временных масштабов, связанных с климатическими процессами и обратными связями, даже если бы концентрация парниковых газов стабилизировалась. {10.4, 10.5, 10.7}

• Сопряженная система климат – углеродный цикл, как ожидается, обеспечит увеличение поступления углекислого газа в атмосферу по мере потепления климатической системы, однако степень это обратной связи не ясна. Это повышает неопределенность в динамике выбросов углекислого газа, необходимой для достижения конкретного стабильного уровня его концентрации в атмосфере. Основываясь на текущем понимании обратной связи между климатом и углеродным циклом, модельные исследования говорят о том, что для стабилизации концентрации углекислого газа на уровне 450 ppm могло бы потребоваться снижение совокупных выбросов за 21-й век со среднего уровня около 670 [630-710] ГтC (2460 [2310-2600] ГтCO₂) до приблизительно 490 [375-600] ГтC (1800 [1370-2200] ГтCO₂). Аналогичным образом, для стабилизации на уровне 1000 ppm эта обратная связь могла бы потребовать снижения совокупных выбросов со среднего смоделированного уровня около 1415 [1340-1490] ГтC (5190 [4910-5460] ГтCO₂) до приблизительно 1100 [980-1250] ГтC (4030 [3590-4580] ГтCO₂). {7.3, 10.4}
• Если бы радиационное воздействие стабилизировалось в 2100 году на уровнях сценариев B1 или A1B^[14], то все равно ожидалось бы дальнейшее повышение глобальной средней температуры приблизительно на 0,5°C, в основном к 2200 году. {10.7}
• Если бы радиационное воздействие стабилизировалось к 2100 году на уровнях A1B14, то одно только тепловое расширение привело бы к повышению уровня моря к 2300 году на 0,3-0,8 м (по сравнению с 1980-1999 годами). Тепловое расширение продолжалось бы многие столетия, поскольку для переноса тепла в глубины океана необходимо определенное время. {10.7}
• Уменьшение Гренландского ледового щита, согласно проекциям, будет продолжать способствовать повышению уровня моря после 2100 года. Существующие модели утверждают, что потери ледовой массы повышаются с температурой быстрее, чем увеличение массы благодаря осадкам, и что поверхностный баланс массы становится отрицательным, когда глобальное среднее потепление (по сравнению с доиндустриальными значениями) превышает 1,9°C-4,6°C. Если бы отрицательный поверхностный баланс массы сохранялся тысячелетиями, это привело бы к практически полному исчезновению Гренландского ледового щита и повышению уровня моря приблизительно на 7 м. Соответствующие будущие температуры в Гренландии сравнимы с теми, которые установлены для последнего межледникового периода 125000 лет назад, когда, по палеоклиматическим данным, площадь полярного материкового льда уменьшилась, что привело к повышению уровня моря на 4-6 м. {6.4, 10.7}
• Динамические процессы, связанные с ледовыми потоками, не включенными в существующие модели, но заметными в последних наблюдениях, могли бы усугубить уязвимость ледовых щитов к потеплению, усиливая повышение уровня моря в будущем. Понимание этих процессов ограничено, и единой точки зрения относительно порядка их величины нет. {4.6, 10.7}
• Текущие глобальные модельные исследования дают проекцию о том, что Антарктический ледовый щит останется слишком холодным для масштабного поверхностного таяния и что масса его возрастет благодаря усилению снегопадов. При этом, однако, чистая потеря ледовой массы будет иметь место, если в балансе массы ледового щита будет доминировать динамическая убыль льда. {10.7}
• Как прошлые, так и будущие антропогенные выбросы углекислого газа будут продолжать способствовать потеплению и повышению уровня моря в течение более чем тысячелетия, вследствие временных масштабов, необходимых для удаления этого газа из атмосферы. {7.3, 10.3}