Куда девается весь углекислый газ?

Международная команда ученых объявила на климатических переговорах в Бонне, что антропогенные выбросы парникового газа CO₂ снова растут в этом году после трех лет относительной стабильности. По их прогнозам, выбросы достигнут рекордных 41 миллиарда тонн в 2017 году на фоне ожидаемого роста сжигания ископаемого топлива на 2%.

Однако уровень углерода в атмосфере не повторяет в точности динамику выбросов. Океан и суша поглощают и выделяют огромные объемы CO₂, и этот баланс может меняться год от года из-за природных климатических циклов. В 2015 и 2016 годах, несмотря на стабильные выбросы, атмосферная концентрация CO₂ росла рекордными темпами — примерно на 3 ppm в год. В этом году уровень продолжает расти и, вероятно, достигнет рекордного среднего значения в 405.5 ppm.

В связи с публикацией новых данных по выбросам, профессор наук о Земле и окружающей среде Колумбийского университета Гейлен МакКинли и ее коллеги опубликовали в журнале Nature Climate Change статью, в которой обсуждают сложности отслеживания источников и стоков углекислого газа.

Судьба выбросов CO₂

Лишь около 50% CO₂ от антропогенных выбросов остается в атмосфере. Остальная часть примерно поровну распределяется между поглощением наземной биосферой и океаном. Концентрация CO₂ в атмосфере — это функция баланса между выбросами и поглощением сушей и океаном, причем обе переменные могут меняться со временем.

Что вызвало резкий рост CO₂ в 2015–2016 годах?

В годы с сильным Эль-Ниньо, таким как 2015–2016, наземная биосфера в целом поглощала меньше углерода. Эль-Ниньо вызвал засуху и потепление во многих регионах, что привело к пожарам и снижению роста растений. Океан поглотил немного больше углерода, но чистый баланс привел к ускоренному росту атмосферной концентрации CO₂. Аналогичные изменения наблюдались во время сильного Эль-Ниньо 1997–1998 годов.

Возможны ли сюрпризы, которые изменят углеродный баланс?

В океане изменения циркуляции могут повлиять на поглощение углерода, что подтверждается данными прошлого. На масштабах в 10 000 лет океан способен поглотить не менее 85% всех выбросов, но для полного перемешивания ему требуется около 1000 лет. Замедление циркуляции может повлиять на нагрузку CO₂ в атмосфере в более короткие сроки, важные для общества. Что касается суши, совокупное поглощение углерода биосферой на сегодня близко к нулю, если учитывать как выбросы от изменения землепользования, так и поглощение при восстановлении лесов и усиленном росте растений из-за повышения CO₂. При этом потепление климата приведет к высвобождению CO₂ из почв и вечной мерзлоты, а леса станут более уязвимы к засухе и пожарам. Хотя человеческие действия (например, методы консервации в сельском хозяйстве) могут усилить накопление углерода, по сравнению с потенциалом океана, эти объемы будут невелики в масштабе сотен и тысяч лет. Тем не менее, на коротких временных масштабах, как показал Эль-Ниньо 2015–2016 гг., суша может оказывать огромное влияние.