Насколько сильно нагреются наши океаны в этом столетии?

Насколько сильно нагреются наши океаны и это вызовет повышение уровня моря в этом столетии? Мы только что улучшили нашу оценку

Знание того, насколько вероятно повышение уровня моря в этом столетии, имеет жизненно важное значение для нашего понимания будущего изменения климата, но предыдущие оценки породили широкий диапазон неопределенностей. В нашем исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Climate Change, мы даем улучшенную оценку того, насколько наши океаны потеплеют, и его вклад в повышение уровня моря, с помощью измерений за 15 лет, собранных глобальным массивом автономных подводные поплавки для отбора проб.

Наш анализ показывает, что без резкого сокращения выбросов парниковых газов к концу этого столетия верхние 2 000 метров океана, вероятно, нагреются в 11-15 раз по сравнению с потеплением, наблюдавшимся в 2005-19 годах. Вода расширяется по мере того, как становится теплее, поэтому это потепление приведет к повышению уровня моря на 17-26 сантиметров. Это около одной трети от общего прогнозируемого повышения, наряду с вкладом от потепления глубинных океанов и таяния ледников и полярных ледяных щитов.

Потепление океана является прямым следствием повышения концентрации парниковых газов в атмосфере в результате сжигания ископаемого топлива. Это приводит к дисбалансу между энергией, поступающей от Солнца, и энергией, излучаемой в космос. Около 90% избыточной тепловой энергии в климатической системе за последние 50 лет хранится в океане и только около 1% — в теплеющей атмосфере.

Потепление океанов вызывает повышение уровня моря как непосредственно за счет теплового расширения, так и косвенно за счет таяния шельфовых ледников. Потепление океанов также влияет на морские экосистемы, например, из-за обесцвечивания кораллов, и играет роль в погодных явлениях, таких как образование тропических циклонов.

Систематические наблюдения за температурой океана начались в 19 веке, но только во второй половине 20 века было проведено достаточно наблюдений для последовательного измерения теплосодержания океана по всему земному шару.

С 1970-х годов эти наблюдения указывают на увеличение теплосодержания океана. Но эти измерения имеют значительные неточности, потому что наблюдения были относительно редкими, особенно в южном полушарии и на глубинах ниже 700 метров.

Чтобы улучшить эту ситуацию, проект Argo развернул парк автономных буев профилирования для сбора данных со всего мира. С начала 2000-х они измеряли температуру в верхних слоях океана на высоте 2000 метров и отправляли данные через спутник в аналитические центры по всему миру.

Эти данные имеют неизменно высокое качество и охватывают подавляющее большинство открытых океанов. В результате мы смогли вычислить гораздо более точную оценку количества тепла, накапливаемого в Мировом океане.

Теплосодержание мирового океана продолжало неуклонно расти во время временного замедления глобального потепления поверхности в начале этого столетия. Это связано с тем, что на потепление океана в меньшей степени, чем на потепление поверхности, влияют естественные годовые колебания климата.

Подробнее: Глубины океана неуклонно нагреваются, несмотря на «паузу» в глобальном потеплении

Текущие наблюдения, будущее потепление
Чтобы оценить будущее потепление океана, нам нужно взять за основу наблюдения Арго, а затем использовать климатические модели для их прогнозирования в будущем. Но для этого нам нужно знать, какие модели наиболее точно согласуются с новыми, более точными прямыми измерениями тепла океана, полученными по данным Арго.

Последние климатические модели, использованные в историческом отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата в прошлом месяце, показывают потепление океана за период имеющихся наблюдений Арго, и они прогнозируют, что потепление будет продолжаться в будущем, хотя и с широким диапазоном неопределенностей.

Сравнивая данные о температуре Арго за 2005-19 гг. С результатами моделирования, созданными моделями за этот период, мы использовали статистический подход, называемый «возникающее ограничение», для уменьшения неопределенностей в будущих прогнозах моделей, основанных на информации о потеплении океана, которое, как мы знаем, уже произошло. . Эти ограниченные прогнозы затем предоставили улучшенную оценку того, сколько тепловой энергии будет накапливаться в океанах к концу века.

К 2081–2100 гг., При сценарии, согласно которому глобальные выбросы парниковых газов продолжат развиваться по нынешней высокой траектории, мы обнаружили, что верхние 2 000 м океана, вероятно, нагреются в 11–15 раз по сравнению с потеплением, наблюдавшимся в 2005–19 гг. Это соответствует повышению уровня моря на 17–26 см в результате теплового расширения океана.

Климатические модели также могут делать прогнозы на основе ряда различных будущих выбросов парниковых газов. Значительное сокращение выбросов, соответствующее доведению поверхностного глобального потепления примерно до 2 ℃ от доиндустриальных температур, снизит прогнозируемое потепление в верхних 2 000 м океана примерно наполовину, то есть в пять-девять раз по сравнению с уже потеплением океана. видел в 2005-19 гг.

Это соответствует повышению уровня моря на 8-14 см из-за теплового расширения. Конечно, сокращение выбросов для достижения более амбициозной цели Парижа — потепления на 1,5 ℃ — могло бы еще больше уменьшить эти воздействия.

Другие факторы, связанные с уровнем моря
Есть несколько других факторов, которые также будут повышать уровень моря, помимо притока тепла в верхние слои океана, исследованного нашим исследованием. Также наблюдается потепление глубоководных слоев океана ниже 2000 м, которые все еще недостаточно учитываются в текущей системе наблюдений, а также эффекты таяния ледников и полярных ледяных щитов.

Это указывает на то, что даже при принятии решительных политических мер по сокращению выбросов парниковых газов, океаны продолжат нагреваться, а уровень моря продолжит значительно повышаться после стабилизации поверхностного потепления, но гораздо более медленными темпами, что облегчит адаптацию к оставшимся изменениям. . Сокращение выбросов парниковых газов раньше, чем позже, будет более эффективным для замедления потепления океана и повышения уровня моря.

Подробнее: Если бы мы прекратили выбросы парниковых газов прямо сейчас, остановили бы мы изменение климата?

Наша улучшенная проекция основана на сети наблюдений за океаном, которые намного более обширны и надежны, чем все, что было доступно ранее. Сохранение системы наблюдений за океаном в будущем и ее распространение на глубоководные районы океана и на районы, не охваченные нынешней программой Арго, позволит нам делать более надежные прогнозы климата в будущем.