Новое исследование Стэнфордского университета предполагает, что жаркие и засушливые условия, которые могут снизить урожайность, дестабилизировать цены на продовольствие и заложить основу для разрушительных лесных пожаров, все чаще одновременно поражают несколько регионов в результате потепления климата.
По мнению исследователей, изменение климата удвоило вероятность того, что год в регионе будет одновременно теплым и сухим, по сравнению со средним показателем для этого места в середине 20-го века. Также становится все более вероятным, что засушливые и очень теплые условия поразят ключевые сельскохозяйственные регионы в том же году, что может затруднить излишки в одном месте, чтобы компенсировать низкие урожаи в другом.
«Когда мы смотрим на исторические данные по основным сельскохозяйственным культурам и пастбищным регионам, мы обнаруживаем, что до антропогенного изменения климата вероятность того, что любые два региона одновременно столкнутся с такими действительно суровыми условиями, была очень низкой», - сказал климатолог. Ной Диффенбо, профессор Фонда Кара Дж. Стэнфордской школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде (Stanford Earth) и старший автор исследования, опубликованного 28 ноября в журнале Science Advances. Исследование называется «Многомерный риск в нестационарном климате: совместная вероятность все более суровых теплых и сухих условий».
«Глобальный рынок обеспечивает защиту от локальных экстремальных явлений, но мы уже наблюдаем эрозию этого климатического буфера, поскольку экстремальные явления усиливаются в ответ на глобальное потепление», - сказал Диффенбо, который также является старшим научным сотрудником семьи Киммельман. в Стэнфордском институте окружающей среды Вудса.
Новое исследование указывает на будущее, в котором несколько регионов одновременно рискуют столкнуться с низкой урожайностью. Это связано с тем, что в то время как некоторые культуры могут процветать в теплый вегетационный период, другие, особенно зерновые, растут и созревают слишком быстро, когда температура повышается, накапливаются последовательные засушливые дни, а тепло сохраняется в течение ночи. В результате жаркие и засушливые условия, как правило, дают меньшие урожаи основных сырьевых товаров, включая пшеницу, рис, кукурузу и соевые бобы..
Последствия выходят за рамки сельского хозяйства. Те же самые жаркие и сухие условия могут также усугубить риск пожаров, высыхая растительность летом и осенью и разжигая интенсивные, быстро распространяющиеся лесные пожары, подобные тем, которые сожгли более 240 000 акров в Калифорнии в ноябре 2018 года.
Движущиеся мишени
Основная тенденция глобального потепления - 1 градус Цельсия или 1,8 градуса по Фаренгейту с конца 19 века - придает интуитивную логику основным выводам исследования. «Если везде становится теплее, то с большей вероятностью будет жарко в двух местах одновременно, - объяснил Диффенбо, - и, вероятно, также с большей вероятностью будет жарко, когда в двух местах одновременно сухо."
Тем не менее, несмотря на эту простую интуицию, учет продолжающихся взаимозависимых изменений как осадков, так и температуры в разных местах во времени представляет собой статистическую проблему. В результате многие прошлые анализы рассматривали потепление и засуху как независимые явления или различные регионы как независимые друг от друга.
Такой подход может недооценивать дополнительный риск, связанный с глобальным потеплением, вызванным деятельностью человека, а также социальные, экологические и экономические преимущества сокращения выбросов. «Когда эти экстремальные явления происходят одновременно, это усугубляет неблагоприятные последствия, превышающие те, которые любой из них вызвал бы по отдельности», - сказал Али Сархади, ведущий автор исследования и научный сотрудник группы динамики климата и систем Земли Диффенбо в Stanford Earth.
Крайности становятся нормой
В новом исследовании использовались исторические данные прошлого века, чтобы количественно оценить вероятность того, что в разных регионах в один и тот же год будут жаркие и засушливые условия. Анализ показывает, что до 1980 года вероятность того, что две пары регионов испытают экстремальные температуры в год, который также был засушливым в обоих регионах, составляла менее 5 процентов. Однако за последние два десятилетия шансы выросли до 20 процентов для некоторых пар регионов.
Например, вероятность того, что Китай и Индия - два крупнейших производителя сельскохозяйственной продукции в мире и две самые густонаселенные страны - испытают мало осадков и чрезвычайно высокие температуры в один и тот же год, снизились с менее чем 5 процентов до 1980 года. до более чем 15 процентов сегодня, сказал Диффенбо. «Итак, то, что раньше было редким явлением, теперь может происходить с некоторой регулярностью, и у нас есть очень убедительные доказательства того, что причиной является глобальное потепление».
В дополнение к анализу исторических данных авторы также проанализировали проекции климатических моделей возможных будущих сценариев глобального потепления. Они обнаружили, что в течение нескольких десятилетий, если мир продолжит следовать своей нынешней траектории выбросов, вероятность того, что средняя температура вырастет далеко за пределы диапазона, обычно наблюдаемого в середине 20-го века, может возрасти до 75 процентов во многих регионах.
Но достижение целей, изложенных в Парижском климатическом соглашении Организации Объединенных Наций, вероятно, существенно снизит эти риски, сказал Сархади. В то время как Белый дом объявил о своем намерении выйти из соглашения с Соединенными Штатами, исследование показывает, что достижение целей по сокращению выбросов в пакте 200 стран позволит миру значительно снизить вероятность усугубления жарких и засушливых условий, поражающих несколько пахотных земель. по всему миру. «Все еще есть варианты смягчения этих изменений», - сказал он.
Планирование реальных рисков
Структура, созданная для этого исследования, представляет собой жизненно важный шаг в выявлении риска, связанного с несколькими экстремальными климатическими явлениями, совпадающими в одном регионе, где они часто могут усугублять друг друга. Например, каковы были шансы того, что высокая температура, сильный ветер и низкая влажность в сочетании привели к мегапожарным условиям в прошлом, и как эти шансы изменились в результате глобального потепления? На этот вопрос сможет ответить фреймворк команды. Это очень срочное дело для чиновников, которые сейчас принимают во внимание пожары исторического масштаба и интенсивности в Калифорнии.
«Многие события, которые создают нагрузку на инфраструктуру и наши системы предотвращения бедствий и реагирования, происходят, когда несколько ингредиентов собираются вместе в одном и том же месте в одно и то же время», - сказал Диффенбо. Сильные штормовые нагоны и скорость ветра с проливным дождем могут отличить проходящий шторм от пагубного тропического циклона; Характер ветра и уровень влажности в различных частях атмосферы влияют на силу ливня и связанный с ним риск наводнения.
Ключевой задачей для лиц, принимающих решения, является понимание того, чего ожидать в меняющемся климате. Это означает оттачивание совместных вероятностей, лежащих в основе расчетов, которые инженеры, политики, поставщики гуманитарной помощи и страховые компании используют для распределения ресурсов, установления строительных норм и правил, разработки планов эвакуации и других мер реагирования на стихийные бедствия.
«Люди принимают практические решения, основанные на вероятностях различных комбинаций условий», - сказал Диффенбо.«По умолчанию используются исторические вероятности, но наше исследование показывает, что предположение о том, что эти исторические вероятности сохранятся в будущем, неточно отражает текущий или будущий риск».