Углерод, выбрасываемый в атмосферу из-за растущей потери вечной мерзлоты в Арктике, в сочетании с более высоким поглощением солнечной энергии земной поверхностью из-за таяния морского льда и земного снега, ускорит изменение климата и окажет многотриллионное воздействие на мировую экономику.
Новый документ в Nature Communications показывает, что комбинация этих факторов может увеличить долгосрочные экономические последствия изменения климата чуть менее чем на 70 триллионов долларов США при уровнях смягчения последствий, соответствующих текущим национальным обязательствам по сокращению выбросов углерода (5% от расчетной общей стоимости изменения климата для этого сценария).
В соответствии с Парижским соглашением Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) повышение глобальной температуры ограничено 1,5°C по сравнению с доиндустриальным уровнем, дополнительное воздействие снижается до 25 трлн долларов (4% от общей стоимости для этого сценария).). В обоих случаях основной причиной дополнительных затрат является выброс углерода из вечной мерзлоты.
Междисциплинарная исследовательская группа надеется, что их оценки обеспечат лучшее понимание социально-экономических рисков, связанных с изменением климата при различных сценариях, и помогут политикам принять разумные решения по целям сокращения выбросов.
Исследователи изучили моделирование сложных современных физических моделей для количественной оценки силы обратной связи углерода вечной мерзлоты (PCF), обусловленной дополнительным углеродом, высвобождаемым в результате таяния вечной мерзлоты, и обратной связи альбедо поверхности. (SAF), обусловленный дополнительной солнечной энергией, поглощаемой поверхностью Земли по мере того, как белый морской лед и снежный покров суши уменьшаются, обнажая более темный океан и сушу.
Почти все исследования климатической политики на сегодняшний день подразумевают постоянный SAF и нулевой PCF. Однако недавние наблюдения и компьютерные модели показывают, что обратная связь вечной мерзлоты является более сильной из двух и что обе они нелинейны, и их сила меняется сложным образом по мере потепления климата. Это сказывается на их воздействии как на глобальный климат, так и на экономику.
«Арктический морской лед и наземный снег в настоящее время вносят около трети в глобальную обратную связь альбедо», - сказал ведущий автор Дмитрий Юмашев из Пентлендского центра устойчивого развития бизнеса при Ланкастерском университете.
Эти два компонента установлены на пик глобальной температуры в диапазоне, охватываемом Парижским соглашением, но если климат будет нагреваться дальше, летний и весенний морской лед и снежный покров на суше отступят дальше на север, а обратная связь альбедо на самом деле ослабнет.
Однако обратная связь вечной мерзлоты становится все сильнее в более теплом климате. Обе обратные связи характеризуются нелинейной реакцией на потепление, включая различное отставание между повышением глобальной температуры и выбросами углерода вечной мерзлотой.
По сравнению с нулевым PCF и постоянным SAF для современного климата - устаревшие значения, используемые до сих пор в моделировании климатической политики - комбинированные нелинейные PCF и SAF вызывают значительное дополнительное глобальное потепление в сценариях с низким и средним уровнем выбросов.
Сценарии с низким уровнем выбросов в исследовании включают достижение целевых показателей Парижского соглашения на 1,5°C и 2°C относительно доиндустриальных условий к 2100 году, в то время как сценарии со средним уровнем выбросов включают уровни смягчения последствий, соответствующие текущим национальным обязательствам (NDC). Согласно NDC, к 2100 году мир потеплеет примерно на 3°C по сравнению с доиндустриальным периодом.
Сценарии с высокими выбросами, такие как текущая траектория обычного бизнеса (BaU), которая, как ожидается, приведет к потеплению примерно на 4 ° C к 2100 году и окажет самое сильное воздействие на экосистемы и общество, также включены. При этом сила ПКФ достигает своего максимума и далее не увеличивается, а продолжающееся ослабление САФ постепенно сводит на нет согревающее действие ПКФ.
Для целей исследования предполагается, что другие основные планетарные обратные связи, такие как изменения в облаках и водяном паре в ответ на потепление, остаются постоянными, что подтверждается последними двумя поколениями климатических моделей.
При всех сценариях использование нелинейных арктических обратных связей по сравнению с предыдущими постоянными значениями приводит к увеличению общей стоимости изменения климата, состоящей из затрат на смягчение последствий сокращения выбросов, затрат на адаптацию к изменению климата и остаточных воздействий, связанных с климатом. Рост происходит в основном за счет дополнительного воздействия температуры на экономику, экосистемы и здоровье человека, а также дополнительного воздействия повышения уровня моря.
Все затраты были рассчитаны с использованием моделирования в специально разработанной комплексной модели оценки PAGE-ICE, которая включает простые статистические представления арктических обратных связей, полученные из сложных моделей. Он содержит несколько обновлений для науки о климате и экономики, включая современные оценки неопределенности.
По сценарию NDC дополнительное предполагаемое воздействие, основанное на тысячах моделей нелинейных PCF и SAF, составляет чуть менее 70 триллионов долларов США по сравнению с их ранее использованными значениями, что примерно в 10 раз превышает текущие оценки долгосрочных экономических выгод. от транзитных морских путей и добычи полезных ископаемых в арктическом регионе.
С учетом предыдущих оценок обратной связи в Арктике общая стоимость изменения климата, связанная со сценариями 1,5C и 2C, практически одинакова и составляет около 600 триллионов долларов США. Для сравнения, предполагаемая стоимость обычного бизнеса составляет около 2000 триллионов долларов США.. Нелинейные PCF и SAF добавляют еще 25 триллионов долларов к цифре в 600 триллионов долларов для сценария 1,5C и 34 триллиона долларов для сценария 2C. Таким образом, нелинейная арктическая обратная связь делает более амбициозную цель 1,5C чуть более привлекательной с экономической точки зрения.
Д-р Юмашев добавил: «Наши выводы подтверждают необходимость более активных мер по смягчению последствий, чтобы удержать рост глобальной температуры значительно ниже 2C».
"Мы надеемся, что наша работа приведет к дальнейшим оценкам многочисленных нелинейных процессов в климатической системе Земли, как связанных с Арктикой, так и за ее пределами."
Авторы исследования - Дмитрий Юмашев, Гейл Уайтман и Пол Янг из Пентлендского центра устойчивого развития бизнеса и Ланкастерского экологического центра Ланкастерского университета; Крис Хоуп из Школы бизнеса судей Кембриджского университета; Кевин Шефер из Национального центра данных о снеге и льду Университета Колорадо (США); Катрин Риманн-Кампе из Института Альфреда Вегенера (Германия); Фернандо Иглесиас-Суарес из Института физической химии Рокасолано (Испания); Эльчин Джафаров из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США); Элеонора Дж. Берк из Метеорологического бюро Великобритании; и Ясин Эльшорбани из Университета Южной Флориды (США).