TS.2 Текущие знания о наблюдаемых последствиях для естественных и управляемых системstion

Данные наблюдений на всех континентах и в большинстве океанов показывают, что на многие естественные системы влияют региональные изменения климата, особенно повышение температуры (с очень высокой степенью достоверности). Глобальная оценка данных с 1970 года показала, что, вероятно, антропогенное потепление оказало ощутимое влияние на многие физические и биологические системы.

В Третьей оценке Рабочей группы II МГЭИК был установлен факт того, что недавние региональные изменения климата, особенно повышение температуры, уже повлияли на физические и биологические системы [1.1.1]^[4]. В Четвертой оценке проанализированы исследования, проведенные после Третьей оценки, которые демонстрируют изменения в физических, биологических и человеческих системах, главным образом за 1970-2005 годы, в отношении климатических факторов, и обнаружены более убедительные количественные доказательства [1.3, 1.4]. Основной акцент сделан на глобальных и региональных изменениях приземной температуры [1.2].

Оценка данных наблюдаемых изменений, связанных с изменением климата, затруднена тем, что на наблюдаемую реакцию систем и секторов влияют многие другие факторы. Неклиматические движущие силы могут влиять на системы и сектора прямо и (или) косвенно через их эффекты на климатические факторы, такие как отраженная солнечная радиация и испарение [1.2.1]. Среди важных неклиматических факторов – социально-экономические процессы, включая изменения в землепользовании (например, градостроительство на сельскохозяйственных землях), изменения в растительном покрове (например, деградация экосистем), технологические изменения, загрязнение и инвазивные виды [1.2.1].

За последние пять лет накопилось гораздо больше фактов, показывающих, что вышеописанные эффекты связаны с антропогенным компонентом потепления ^[5]. Есть три совокупности фактов, которые, вместе взятые, подтверждают этот вывод (см. вставку TS.4).

1. Проведено несколько исследований, которые связали реакцию некоторых физических и биологических систем с антропогенным компонентом потепления, сравнив наблюдаемые тренды с моделируемыми, в которых естественные и антропогенные воздействия четко разделены [1.4].

2. Наблюдаемые изменения во многих физических и биологических системах соответствуют потеплению на земном шаре. Большинство (свыше 89% из более 9000 комплектов данных, точки сбора которых показаны на рис. TS.1) изменений в этих системах происходит именно в том направлении, которого можно ожидать как реакцию на потепление [1.4].

3. Глобальный синтез исследований, проведенный в данной Оценке, убедительно демонстрирует: весьма маловероятно^[6], что пространственная согласованность между регионами значительного регионального потепления по всему земному шару и местами значительных наблюдаемых изменений во многих системах, соответствующих потеплению, обусловлена исключительно естественной изменчивостью температуры или естественной изменчивостью систем [1.4].

Рис. TS.1. Места значительных изменений в рядах данных физических систем (снег, лед, мерзлый грунт; гидрология; прибрежные процессы) и биологических систем (земных, морских и пресноводных) показаны вместе с изменениями приземной температуры воздуха за период 1970-2004 гг. Подмножество приблизительно 29000 рядов данных было отобрано из почти 80000 рядов данных, собранных в 577 исследованиях. Эти исследования соответствовали таким критериям: (1) завершились в 1990 г. или позже; (2) охватывали период минимум 20 лет; и (3) демонстрировали значительное изменение в любом направлении, согласно оценкам в отдельных исследованиях. Эти данные представляют около 75 исследований (из которых около 70 – новые, начатые после Третьей оценки) и содержат около 29000 рядов данных, из которых около 28000 взяты из европейских исследований. Белые участки не содержат достаточных данных наблюдений за климатом для оценки температурного тренда. В квадратах 2х2 показано общее количество рядов данных со значительными изменениями (верхний ряд) и процент тех, которые согласуются с потеплением (нижний ряд) для (i) континентальных регионов: Северной Америки (NAM), Латинской Америки (LA), Европы (EUR), Африки (AFR), Азии (AS), Австралии и Новой Зеландии (ANZ), полярных регионов (PR), и (ii) глобального масштаба: земные (TER), морские и пресноводные (MFW), глобальные (GLO). Количества исследований из семи региональных квадратов в сумме не дают глобальный итог (GLO), потому что количества для регионов, кроме полярных, не включают числа, относящиеся к морским и пресноводным системам (MFW) [F1.8, F1.9; Working Group I AR4 F3.9b].

Вставка TS.4. Связь причин изменения климата с наблюдаемыми последствиями для физических и биологических систем

На рисунке слева показаны связи между наблюдаемой температурой, наблюдаемыми последствиями для естественных систем и температурой, полученной из моделей климата, которые учитывают естественные, антропогенные и комбинированные естественные и антропогенные воздействия. Ниже описаны два способа использования этих связей в исследованиях по выявлению и объяснению причин наблюдаемых последствий.

1.Использование моделей климата

В исследовании причинной связи путем разделения факторов естественного и антропогенного воздействия (первая из трех упомянутых выше совокупностей фактов) наблюдаемые временные изменения у животных и растений сравниваются с изменениями за эти же промежутки времени в наблюдаемой и в моделируемой температуре с учетом (i) только естественного климатического воздействия; (ii) только антропогенного климатического воздействия; (iii) сочетания обоих воздействий.

На рисунке справа показаны результаты исследования, в котором использована эта методология^[9]. Температура моделировалась в отдельных ячейках сетки, соответствующих заданным пунктам исследования животных и растений и временным интервалам исследования.

Согласованность (по совпадению и форме) между наблюдаемыми (синие столбики) и смоделированными графиками оказалась самой слабой при естественных воздействиях, более сильной при антропогенных воздействиях и самой сильной при комбинированных воздействиях. Таким образом, наблюдаемые изменения у животных и растений, вероятно, соответствуют и естественным, и антропогенным климатическим воздействиям, что дает прямую причинно-следственную связь [F1.7, 1.4.2.2].

2.Использование пространственного анализа

Исследование причинной связи путем пространственного анализа (третья из упомянутых выше совокупностей фактов) состоит из следующих этапов: (i) в масштабе планеты определяются ячейки размером 5º × 5º широты/долготы, которые демонстрируют значительное потепление, потепление, похолодание и

значительное похолодание; (ii) определяются ячейки размером 5º × 5º, где наблюдаются значительные изменения в естественных системах, согласующиеся с потеплением; (iii) статистически определяется степень пространственной согласованности между двумя вышеупомянутыми наборами ячеек. Вывод в этой оценке состоит в том, что пространственная согласованность значительна на уровне 1%, и весьма маловероятно, что она вызвана исключительно естественной изменчивостью климата или естественных систем.

Вкупе с данными о значительном антропогенном потеплении за последние 50 лет, усредненными по каждому континенту, кроме Антарктиды [WGI AR4^[10] 10 SPM], это показывает ощутимое влияние человека на изменения во многих естественных системах [1.4.2.3]

Что касается физических систем, (i) изменение климата влияет на естественные и антропогенные системы в областях снега, льда и мерзлого грунта, и (ii) сейчас есть доказательства влияния на гидрологию и водные ресурсы, береговые зоны и океаны.

Главные доказательства в областях, покрытых снегом, льдом и мерзлым грунтом – нестабильность почвы в районах вечной мерзлоты и горные лавины; уменьшение доступных для поездок дней по замерзшим дорогам Арктики; расширение и увеличение количества ледниковых озер, дестабилизация морен, сдерживающих эти озера, и повышение риска прорывных паводков; изменения в экосистемах Арктики и Антарктического полуострова, в том числе в биомах морского льда, а также у хищников, стоящих на высших ступеньках цепи питания; ограничение горных видов спорта на малых высотах в альпийских зонах (высокая степень достоверности) [1.3.1] ^[7]. Эти изменения совпадают с обширными свидетельствами того, что арктический морской лед, пресноводный лед, шельфовые ледники, Гренландский ледовый щит, альпийские и антарктические ледники и ледовые шапки, снежный покров и вечная мерзлота подвергаются существенному таянию в ответ на глобальное потепление (очень высокая степень достоверности) [WGI AR4 Chapter 4].

Полученные недавно факты в области гидрологии и водных ресурсов показывают, что весенний пиковый расход наступает раньше на тех реках, на которые влияет таяние льда; кроме того, есть свидетельства усиленного таяния ледников в тропических Андах и в Альпах. Озера и реки по всему миру нагреваются, что влияет на тепловую структуру и качество воды (высокая степень достоверности) [1.3.2].

Повышение уровня моря и развитие деятельности человека, вместе взятые, способствуют уменьшению площади прибрежных водно-болотных угодий и мангровых болот, а также увеличению ущерба от затопления многих прибрежных районов (средняя степень достоверности) [1.3.3.2].

К настоящему времени накопилось больше фактов, на основании наблюдений за более широким диапазоном видов и сообществ в земных экосистемах, нежели сообщалось в Третьей оценке, о том, что недавнее потепление уже оказывает сильное влияние на естественные биологические системы. Есть обширные новые свидетельства, связывающие изменения в морских и пресноводных системах с потеплением. Эти данные показывают, что и на земные, и на морские биологические системы сильно влияет наблюдаемое в последнее время потепление.

Подавляющее большинство исследований регионального влияния климата на наземные виды демонстрирует согласованную реакцию на тенденции потепления, включая сдвиги ареалов флоры и фауны к полюсам и по вертикали. Реакция наземных видов на потепление в северном полушарии убедительно документально подтверждается изменениями в графике вегетационных периодов (т.е. фенологическими изменениями), особенно более ранним наступлением весенних событий, миграции и удлинением вегетационного периода. Спутниковые наблюдения с начала 1980-х годов показывают, что во многих регионах существует тенденция к более раннему «весеннему расцвету» растительности ^[8] и увеличению объема чистой первичной продукции вследствие удлинения вегетационных периодов. Изменения в численности определенных видов, включая ограниченные данные об исчезновении некоторых местных видов, а также изменения в составе сообществ за последние несколько десятилетий объясняются изменением климата (очень высокая степень достоверности) [1.3.5].

Многие наблюдаемые изменения в фенологии и распределении морских и пресноводных видов связаны с повышением температуры воды, а также с другими обусловленными климатом изменениями ледяного покрова, солености, содержания кислорода и циркуляции. Имеют место сдвиги в ареалах по направлению к полюсам и изменения в плотности водорослей, планктона и рыбы в высокоширотных океанах. Например, за четыре десятилетия в Северной Атлантике планктон сместился к полюсу на 10° широты (около 1000 км). Имеет также место зарегистрированное увеличение плотности водорослей и зоопланктона в озерах, расположенных в высоких широтах и высоко над уровнем моря, более ранняя миграция рыбы и изменения ареалов в реках [1.3]. Хотя имеется все больше свидетельств влияния изменения климата на коралловые рифы, дифференцировать последствия связанных с климатом стрессов, обусловленных другими источниками (например, чрезмерным промыслом рыбы и загрязнением), трудно. Поглощение антропогенного углерода с 1750 года привело к тому, что океан становится кислее, в частности, рН понизился в среднем на 0,1 единицы [WGI AR4 SPM]. Вместе с тем, последствия наблюдаемого окисления океана для морской биосферы еще не подкреплены документально [1.3]. Потепление озер и рек влияет на численность и продуктивность, состав сообществ, фенологию, распределение и миграцию пресноводных видов (высокая степень достоверности) [1.3.4].

Влияние регионального повышения температуры на некоторые управляемые и антропогенные системы расширяется, хотя его более трудно различить, чем влияние на естественные системы, вследствие адаптации и неклиматических факторов.

Обнаружены последствия в сельскохозяйственных и лесохозяйственных системах [1.3.6]. С недавним потеплением связаны изменения в некоторых аспектах системы здоровья человека [1.3.7]. Адаптацию к недавнему потеплению начинают систематически регистрировать документально (средняя степень достоверности) [1.3.9].

По сравнению с другими факторами недавнее потепление имеет ограниченные последствия для сельского и лесного хозяйства. Вместе с тем, наблюдается значительный прогресс в фенологии в отношении сельского и лесного хозяйства на значительной территории северного полушария, причем с ограниченной реакцией растениеводства, такой как более ранняя посадка культур весной в северных высоких широтах. Удлинение вегетационного периода способствовало наблюдаемому повышению продуктивности лесонасаждений во многих регионах, тогда как в Северной Америке и Средиземноморском бассейне более теплые и более сухие условия частично обусловили падение продуктивности лесонасаждений и учащение лесных пожаров. И сельское, и лесное хозяйство уже продемонстрировали уязвимость к последним тенденциям в волнах тепла, засухе и наводнениях (средняя степень достоверности) [1.3.6].

Хотя проводилось немного исследований наблюдаемых последствий для здоровья, связанных с недавним потеплением, избыточную смертность в Европе связали с повышением верхних экстремумов температуры, что потребовало принятия мер по адаптации. Появляются данные об изменениях в распределении переносчиков некоторых инфекционных заболеваний человека в ряде районов Европы и Африки. Более раннее появление и увеличение сезонного количества аллергенной пыльцы имеют место в средних и высоких широтах северного полушария (средняя степень достоверности) [1.3.7].

Изменения в социально-экономической деятельности и характере реакции человека на изменение климата, включая потепление, только начинают систематически регистрироваться документально. В областях снега, льда и мерзлого грунта реакция со стороны коренных групп связана с изменениями в характере миграции, состоянии здоровья и ареалах животных и растений, от которых зависит их жизнедеятельность и культурная самобытность [1.3.9]. Реакция варьируется в зависимости от сообщества и диктуется конкретной ситуацией, восприятием изменений и диапазона, а также жизнеспособностью возможных вариантов, доступных для этих групп (средняя степень достоверности) [1.3.9].

Хотя сейчас есть значительные свидетельства наблюдаемых изменений в физических и биологических системах на каждом континенте, включая Антарктиду, а также в большинстве океанов, большинство исследований касаются средних и высоких широт северного полушария. Документальные свидетельства наблюдаемых изменений в тропических регионах и южном полушарии незначительны [1.5].