Последняя статья учёного заглядывает в будущее климата Земли
В своей последней научной статье, опубликованной посмертно в этом месяце, учёный NASA раскрывает новые данные об одной из самых сложных проблем климата Земли: понимании и прогнозировании будущих уровней парниковых газов в атмосфере, а также роли океана и суши в их определении.
Статья, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, подготовлена под руководством Пирса Дж. Селлерса, бывшего директора Отдела наук о Земле в Центре космических полётов имени Годдарда NASA, скончавшегося в декабре 2016 года. Статья содержит ключевой вывод: текущий международный флот спутников вносит реальный вклад в точные измерения парниковых газов из космоса, однако в будущем потребуется более сложная система наблюдений для понимания и прогнозирования изменений климата с необходимой обществом точностью.
Работа посвящена теме, которая была в центре исследовательской карьеры Селлерса: биосфере Земли и её взаимодействию с климатом планеты. В новой статье авторы исследуют обратные связи цикла углерода и климата — потенциальную реакцию природных систем на изменение климата, вызванное антропогенными выбросами. Обмен углеродом между сушей, океаном и воздухом в огромной степени определяет количество парниковых газов в атмосфере, что, в свою очередь, будет определять будущий климат Земли. Однако, по мере потепления климата учёные не уверены, продолжат ли леса и океан поглощать примерно половину выбросов, или же этот эффект ослабнет.
«Мы все видели в понимании будущего обратных связей углеродного цикла одну из грандиозных задач науки об изменении климата», — сказал соавтор работы Дэвид Шимел из JPL. Понимание учёными того, как живые системы Земли взаимодействуют с растущим уровнем парниковых газов, кардинально изменилось за последние десятилетия. Если раньше считалось, что океан поглощает около половины годовых выбросов углерода, а растения на суше играют минимальную роль, то теперь известно, что океан и суша вместе поглощают около половины всех выбросов, причём на роль наземных систем сильно влияют крупномасштабные погодные паттерны, такие как Эль-Ниньо и Ла-Нинья.
Статья основана на предыдущих исследованиях и фокусируется на цепочке событий 2015 года. В то время как антропогенные выбросы CO₂ впервые за десятилетия стабилизировались, темпы роста концентрации CO₂ в атмосфере резко выросли. Это стало дополнительным доказательством сложного сочетания факторов, включая погоду, засуху и пожары. Однако благодаря новому сочетанию наблюдений спутника OCO-2 и космических измерений флуоресценции растений исследователи начали получать более точные оценки поглощения и выбросов углерода по планете в 2015 году, когда наблюдалось интенсивное Эль-Ниньо.
Авторы заложили в статье видение того, что необходимо для будущей космической системы наблюдений: активные и пассивные приборы, а также спутники как на низкой околоземной, так и на геостационарной орбитах по всему миру. «Пирс считал, что абсолютно необходимо сделать это правильно, — сказал Шимел, — и необходимо более или менее сделать это правильно с первого раза».