Чому Земля перестає компенсувати антропогенні викиди парникових газів?
2023-24 роки були найгарячішими за всю історію людства з перевищенням середньої глобальної температури порівняно з доіндустріальним періодом на 1,52°С і 1,6°С відповідно і кумулятивним вмістом вуглекислого газу в повітрі 426,9 ррм (parts per million). Окремі науковці твердять, що формально ми ще не перетнули межу в 1,5°С, зафіксовану в Паризькій кліматичній угоді 2015 року, бо для цього, мовляв, треба, щоби це перевищення відбувалося принаймні 20 років поспіль, але кого ми дуримо.
Різке прискорення темпів глобального потепління в останнє десятиліття заскочило зненацька вчених-кліматологів, які намагаються визначити фактори, які цьому так нещасливо посприяли.
Один із них – це, безперечно, щорічне збільшення кількости антропогенних викидів парникових газів (ПГ), які в 2023 році досягли 37,4 млрд.т. лише СО2 і 53 млрд.т. в СО2 еквіваленті (тобто з урахуванням усіх парникових газів), зрісши на 1,1% порівняно з 2022 роком.
Інший вагомий фактор – скорочення площі низьких світлих хмар, які відбивають сонячну радіацію (так званий ефект альбедо). Це, серед іншого, пов’язано з тим, що при тривалих підвищених температурах у весняно-осінній період водяна пара в повітрі не здатна легко конденсуватися у хмари.
Ще одна причина – зменшення площі льодового і сніжного покриву в Арктиці й Антарктиці, тобто втрата білих рефлексних поверхонь. Саме тому ці полюсні регіони нагріваються найсильніше відносно інших широт, бо діє принцип взаємного підсилення впливів, коли розталі білі поверхні стають темними і тому поглинають все більше світла й енергії. Очікується, що Північно-Льодовитий Океан влітку залишиться зовсім без льоду вже до 2028 року, що матиме не лише кліматичні, але й логістичні, економічні, геополітичні та воєнно-політичні наслідки.
Останні два роки глобальному потеплінню сприяло і природне явище Ель Ніньйо в екваторіальному поясі Тихого океану, пов’язане з переміною превалюючих вітрів і перемішуванням океанської води на різних глибинах. Прикметно, що протилежне явище Ла Нінья, яке зазвичай йде на зміну Ель Ніньйо з очікуваним похолоданням, вже сильно відстає від графіку і невідомо, чи взагалі тепер настане.
Нарешті, найбільшу тривогу викликав той фактор, що суходіл і глобальний океан перестають компенсувати антропогенні викиди парникових газів, перетворюючись із поглиначів на додаткові джерела цих викидів. Саме це підтвердили останні наукові дослідження.
Коли говорять про заявлені кліматичні цілі, то не випадково використовують термін net zero, тобто чисті нульові викиди. Адже людська діяльність не може зовсім не продукувати викиди і тому мусить покладатися на буферні властивості планети. Йдеться про те, щоби в ідеалі досягти такого стану кліматичної і геоенергетичної рівноваги, коли обсяг абсолютних щорічних антропогенних викидів буде повністю компенсуватися тотожним або й більшим обсягом поглинання цих викидів суходолом і світовим океаном. З поступом індустріальної революції повної компенсації вже ніколи й не досягалося, але принаймні частину викидів парникових газів від діяльности людини Земля все-таки всмоктувала. Наприклад, донедавна вважалося, що світовий океан як найбільший поглинач прибирає з атмосфери приблизно чверть антропогенних викидів СО2; разом із сушею це складало трохи менше половини викидів. Тепер це вже в минулому.
У 2023 році зафіксовано чисте поглинання ПГ суходолом на рівні 0,44 ГтС або 1,61 ГтСО2; чисте поглинання ПГ океаном – приблизно 2,2 ГтС або 8,07 ГтСО2. Тобто разом Земля за рік прибрала з атмосфери 9,68 млрд. тонн вуглекислого газу, тоді як людство за цей же час викинуло сукупно 53 млрд. тонн усіх ПГ в еквіваленті СО2. Різниця в 43,32 млрд. тонн залишилася в атмосфері.
Зі зростанням викидів в атмосферу парникових газів океан і суходіл в абсолютних величинах теж змушені поглинати більшу кількість цих ПГ, але пропорційно ця частка невпинно зменшується наближаючись до нуля. Наприклад, для ілюстрації: якщо людство продукує на рік 50 Гт ПГ, а Земля сукупно поглинає 60 Гт, тобто навіть більше, але при цьому сама викидає теж 60 Гт, то компенсаторний ефект зведений нанівець, бо дорівнює нулю. А якщо Земля поглинає 60 Гт, а викидає 70 Гт, тоді вже Земля взагалі грає проти людини, бо стала чистим джерелом викидів, ще додаючи зверху до людських викидів.
Крім парникового ефекту є ще поняття енергетичного балансу Землі, який вимірюється у ватах сонячної радіації на кв.м. поверхні Землі. Супутникові прилади фіксують збільшення дельти (різниці) між сонячною радіацією, котра абсорбується Землею, і сонячною радіацією, котра відбивається назад у космос, що теж свідчить про тренд прискореного нагрівання нашої планети.
Вищенаведені цифри показують те, про що вчені попереджали давно, але не очікували, що цей час настане так швидко: Земля вже майже дійшла до межі, коли вона більше не в змозі навіть частково компенсувати антропогенні викиди парникових газів, бо і суходіл, і океан вже перенасичені вуглецем. Це означає, що віднині всі парникові гази, які людство викидає в атмосферу, вже звідти ніякою силою більше не прибираються, тому можна очікувати реально божевільних темпів нагрівання планети в часовому вимірі навіть не десятиліть, а ближчих років.
До того ж, як показали досліди Пенсільванського університету кінця 2023 року (про це детально розповідалося в одному з моїх попередніх Оглядів), при тривалих високотемпературних стресах міняється метаболізм рослин: вони починають поглинати кисень і виділяти вуглекислий газ…
Все це чудово усвідомлюють поважні члени Глобальної Комісії з управління ризиками кліматичного перегріву (Climate Overshoot Commission) на чолі з колишнім Гендиректором СОТ Паскалем Ламі. Комісія поступово готує людство до сприйняття думки про невідворотність найгіршого сценарію, акцентуючи увагу менше на потребі скорочення викидів і більше на адаптації, (неіснуючих) технологіях секвестрування СО2 з атмосфери і (небезпечній) сонячній геоінженерії. Прихильники таких підходів вважають, що в тимчасовому перетині позначки 1,5°С немає нічого поганого, оскільки завдяки майбутнім геніальним технологічним відкриттям людство навчиться масштабно секвеструвати СО2 з повітря і повернеться до попереднього, прохолоднішого стану планети.
Тим часом більшість науковців зауважують, що у проміжку 1,5-2°С глобального потепління будуть неминуче перетнуті так звані точки кліматичного неповернення (повне розтоплення льоду Гренландії, зупинка Атлантичної меридіональної циркуляції, загибель лісів Амазонки, випаровування метану з вічної мерзлоти і бореальних лісів та ін.), що не дозволить відновити попередній стан планети простим механістичним охолодженням до рівня нижче 1,5°С, якщо це взагалі буде можливим.
Як запобігти цій справді страшній і дуже близькій перспективі?
Проста відповідь полягає в тому, щоби скорочувати викиди й водночас збільшувати поглинання парникових газів. Однак скорочення викидів ПГ може парадоксально призвести до вельми серйозних негативних наслідків (див. наступне повідомлення нижче).
Збільшувати поглинання можливо тільки завдяки відновленню абсорбційного потенціалу планети. З океаном навряд чи можна щось вдіяти з огляду на його розміри і нездатність людини реально регулювати циркуляцію вуглецю у велетенських водних товщах. Залишається суходіл. Причому потенціал абсорбції, накопичення й глибокої консервації вуглецю розподіляється приблизно таким чином: ґрунти – 48%, болота і торф’яники – 44%, ліси й інша наземна рослинність – 8%. Саме так – ліси на останньому місці. Тому ініціативи по рефорестації або афорестації, особливо штучними насадженнями, дають мінімальний ефект.
Водно-болотні угіддя містять колосальні запаси метану. Він звідтіля потроху просочується, але якщо їх спеціально осушувати в меліоративних цілях, то одномоментні викиди метану будуть теж колосальними з величезною шкодою для довкілля і клімату. Тому їх чіпати не можна.
Ґрунти означає не просто гумус і субстрат, але й міріади мікроорганізмів, які в собі якраз і містять найбільшу кількість вуглецю в біосфері Землі(!) – більше ніж у всій флорі і фауні разом взятій. Відтак, кардинальна зміна методів ведення сільського господарства постає не просто примхою екологів чи органіків, але найголовнішим державним завданням для кліматичного порятунку.
Наостанок вчені зауважують, що для людини критичною є не стільки середня цифра глобального потепління (це як середня температура по палаті), а конкретні місцеві або регіональні умови існування. Оперують поняттям мікроклімату, який можливо забезпечити на площі орієнтовно від 100 кв.км. і ширше. Тобто, якщо в межах України запровадити жорсткі екологічні стандарти, якнайшвидше відновити всі ґрунти, очистити і поповнити запаси якісної прісної і питної води, оптимізувати енергетику, транспорт і промисловість, то ми зможемо вижити, навіть якщо довкола буде пекло.
А як очищення повітря від промислового і транспортного забруднення парадоксально прискорює нагрівання планети
З початку епохи індустріалізації, відлік якої умовно ведеться від 1750 року, людство викинуло в атмосферу велику кількість різноманітних газів. Частина цих газів дає парниковий ефект, як то вуглекислий газ, метан, оксиди азоту, гідрофтор- і гідрохлоркарбони. Натомість сірковмісні газоподібні сполуки відбивають сонячну радіацію, охолоджуючи планету. Саме такий ефект спостерігаємо при виверженні вулканів і саме такий принцип закладено в геоінженерні моделі керування сонячною радіацією.
Проблема в тому, що охолоджувальні гази зависають в повітрі на декілька місяців, максимум до року, тоді як парникові гази можуть залишатися в атмосфері століттями, і досі не існує ефективних технологій для їхнього масштабного секвестрування.
Відтак, якщо уявити гіпотетичну ситуацію, коли людство різко скорочує або повністю припиняє всю свою економічну діяльність, то приблизно через рік усі сірковмісні охолоджувальні гази спустяться додолу, тоді як парникові гази продовжать висіти в повітрі й чинити свій нагрівальний ефект. Тому нинішні дії урядів по впровадженню політики зеленого переходу парадоксально сприяють ще сильнішому нагріванню планети. Наприклад, у 2020 році почали діяти суворіші міжнародні правила для морських перевезень, а саме підвищення якости морського дизельного палива з мінімізацією вмісту сірки; в результаті очищення неба над північними частинами Атлантичного і Тихого океанів ми отримали прискорення глобального потепління.
У зв’язку з цим науковці привертають увагу до відмінности в поняттях «декарбонізація» і «дефосилізація». Перше означає боротьбу з вуглецем в атмосфері незалежно від джерела його утворення, адже вуглець природно циркулює на Землі мільйонами років. Друге означає тільки той вуглець, який видобутий людиною з-під землі у вигляді викопних джерел енергії. Вчені радять боротися з другим, а не з першим. До періоду індустріалізації люди використовували переважно біомасу для обігріву чи інших видів енергії, яка повністю або частково відростала. Тому концентрація вуглекислого газу в атмосфері залишалася більш-менш на постійному рівні, а льодовикові або тепліші періоди були викликані іншими факторами, мало пов’язаними з людською діяльністю.
Іншими словами, якщо мати за зелену мету повністю відмовитися від вугілля, нафти й газу і очистити атмосферу від брудних промислових і транспортних викидів, то цей цілком правильний процес слід доповнити поверненням до спалювання біомаси як головного джерела енергії для людей (на додаток до атомної, гідро і ВДЕ). Тоді викиди оксидів сірки від спалювання біомаси виступатимуть бодай частковим екраном від сонячної радіації, а викиди парникових газів від спалювання біомаси компенсуватимуться поглинанням СО2 новою відрослою флорою за умови стабілізації або розширення площ рослинности на Землі.
Підготував О. Александрович, український дипломат
Джерела:
Примітка: Огляди регулярно надсилаються до відповідних ЦОВВ залежно від тематики
