Загадка уровня моря решена: ученые закрыли «бюджетный разрыв» спустя десятилетия
Вызванное деятельностью человека изменение климата ведет к повышению уровня моря, ухудшению условий наводнений и угрожает прибрежным сообществам по всему миру. Уровень моря не только растет, но и растет быстрее с каждым годом. Понимание того, в какой степени различные процессы вносят вклад в уровень моря (так называемый «бюджет уровня моря»), помогает ученым лучше предсказывать, где и как быстро будет подниматься уровень моря при различных сценариях изменения климата.
Но на протяжении нескольких десятилетий существовал «бюджетный разрыв» между измерениями изменения уровня моря и суммарными оценками вклада от ледников, полярных льдов, запасов воды на суше и расширения океанов по мере их нагревания (термосферное расширение). Исследование, опубликованное сегодня в журнале Science Advances, помогло закрыть этот бюджетный разрыв, включив более поздние наблюдения за уровнем моря, согласовав измерения, полученные разными приборами, и использовав последние оценки подъема уровня моря и его компонентов.
Новый анализ раскладывает по полочкам движущие силы повышения уровня моря с 1960 по 2023 год. Команда обнаружила, что самый большой вклад вносит тепловое расширение морской воды — на него приходится 43% повышения уровня моря с 1960 года. Таяние льдов дало следующий по величине вклад: 27% поступило от горных ледников, 15% — от ледяного щита Гренландии и 12% — от ледяного щита Антарктиды. Наконец, уровень моря поднялся на 3% из-за того, что суша уменьшила свою способность удерживать воду.
«Долгие годы существовал досадный разрыв между тем, насколько, как наблюдалось, повышается океан, и тем, насколько мы могли объяснить это отдельными причинами», — говорится в пресс-релизе Джона Абрахама, инженера из Университета Сент-Томаса в Сент-Поле, штат Миннесота, соавтора нового исследования. «Эта работа показывает, что с помощью лучших инструментов, процессов и более умного анализа этот пробел в знаниях можно закрыть. Мы можем объяснить повышение уровня моря с большей уверенностью».
Исследователи также рассчитали скорость, с которой уровень моря повышался с 1960 года, и вклад каждого компонента. Они обнаружили, что в последнее время скорость повышения уровня моря удвоилась: в среднем за 1960–2023 годы она составляла 2 миллиметра в год, а за 2005–2023 годы — уже 4 миллиметра в год. Самым сильным драйвером этого удвоения является потепление океана, на которое приходится 41% ускоряющейся скорости повышения уровня моря, за ним следует сокращение запасов воды на суше (21%). В прошлом таяние ледников было крупнейшим фактором повышения уровня моря, прежде чем его обогнало термосферное расширение океана. Скорость повышения уровня моря ускоряется примерно с 1980 года, и движущей силой также является термосферное расширение океана.
Это исследование демонстрирует важность ведения подробных записей о повышении уровня моря, сбора новых измерений и отказа от отступления от исследований глобальных изменений. Имея более качественные данные о том, какие процессы вносят вклад в повышение уровня моря и его ускорение, политики и местные сообщества могут разрабатывать обоснованные стратегии смягчения последствий, учитывающие будущий подъем.
Однако закрытие «бюджетного разрыва» — это не только академический триумф, но и сигнал тревоги для прибрежных мегаполисов. Если раньше у скептиков была лазейка — «мы не можем точно объяснить причины подъема, значит, возможно, он преувеличен», — то теперь такой лазейки не осталось. 4 мм в год может показаться незначительной цифрой, но в масштабах десятилетия это 4 сантиметра, а к концу века, при сохранении текущих темпов ускорения, — до метра и более. Для таких городов, как Шанхай, Майами, Венеция или Санкт-Петербург, это означает не просто «высокую воду», а систематическое затопление набережных, метро и подвалов. По оценкам авторов исследования, уже к 2060 году ежегодные убытки от приливных наводнений в глобальной экономике могут превысить $1 триллион, если не будут приняты меры.
Особое беспокойство вызывает роль сокращения запасов воды на суше (21% вклада в ускорение). Этот пункт — не только про таяние ледников, но и про истощение подземных водоносных горизонтов из-за безудержного орошения в сельском хозяйстве. В сущности, человечество, выкачивая грунтовые воды, ускоряет собственное будущее затопление. Каждый литр воды, извлеченный из-под земли в Калифорнии, Индии или Китае для полива полей, в конечном итоге попадает в океан, добавляя миллиметры к уровню моря. Соавтор исследования Джон Абрахам в интервью назвал это «иронией антропоцена: мы забираем воду, чтобы накормить себя сейчас, но в долгосрочной перспективе она возвращается, чтобы смыть наши прибрежные города».
Третье важное следствие работы касается климатических моделей. Тот факт, что ученым удалось свести баланс, означает, что их модели больше не нуждаются в «подгоночных коэффициентах» и неучтенных источниках. Это резко повышает достоверность прогнозов Межправительственной группы экспертов по изменению климата на следующие десятилетия. Раньше сценарии «RCP 4.5» и «RCP 8.5» (умеренный и экстремальный) давали вилку до полуметра к 2100 году. Теперь, с учетом уточненной динамики теплового расширения и истощения вод суши, команда Чжэна предлагает сместить нижнюю границу вилки вверх: даже при самом оптимистичном сценарии, не менее 60 см к 2100 году, а при пессимистичном — более 1,2 м. Это ставит под сомнение осуществимость планов по защите, например, лондонского барьера Темзы, который рассчитан на подъем не более 90 см.
Наконец, исследование указывает на ошибочность представления о том, что главная опасность — только в таянии Гренландии и Антарктиды. Да, их вклад огромен (15% и 12% соответственно), но лидером остается тепловое расширение воды (43%). Даже если бы человечество волшебным образом заморозило все ледники завтра, уровень моря продолжал бы расти еще столетия из-за того, что океан уже нагрелся и продолжает расширяться. Это делает бессмысленными споры о «паузах» в повышении температуры: тепловая инерция океана уже запустила механизм, который не остановить никакими сокращениями выбросов в ближайшие 50 лет. Единственное, что можно сделать, — замедлить ускорение, давая прибрежным городам время на адаптацию: строительство дамб, поднятие домов, переселение целых районов.
В ближайших планах исследовательской группы — применить ту же методику «закрытия бюджета» к региональным уровням моря, которые сильно различаются из-за геологических особенностей и океанских течений. Например, восточное побережье США тонет быстрее, чем западное, из-за тектонических процессов, а страны Юго-Восточной Азии страдают от комбинации теплового расширения и оседания почвы из-за выкачивания подземных вод. «Универсальная пилюля» здесь не подходит, и каждому региону потребуется свой план спасения. «Мы закрыли глобальный бюджет, — говорит Абрахам. — Теперь приступили к региональным счетам. И они обещают быть не менее тревожными».
