Изменение климата, 2001 г. Научные аспекты

	Другие доклады в этой подборке

F.2 Проекции будущих изменений концентрации парниковых газов и аэрозолей

Рисунок ТР-18. Атмосферные концентрации CO2, CH4 и N2O, вытекающие из шести сценариев СДСВ и сценария IS92a, рассчитанных при помощи существующей методологии. [На основе рисунков 3.12 и 4.14]

Модели показывают, что иллюстративные сценарии СДСВ ведут к весьма отличным траекториям концентрации CO₂ (см. рисунок ТР-18). К 2100 г. модели цикла углерода прогнозируют атмосферные концентрации CO₂ в размере 540—970 млн^-1 для показательных сценариев СДСВ (на 90— 250 % выше концентрации в 280 млн^-1 в 1750 г.). Чистый эффект климатических обратных связей суши и океана, как показано моделями, заключается в дальнейшем увеличении прогнозируемых атмосферных концентраций CO₂ в результате уменьшения поглощения CO₂ как океаном, так и сушей. Эти оценки включают климатические обратные связи суши и океана. Неопределенности, особенно в отношении величины климатической обратной связи со стороны земной биосферы, являются причиной вариации от приблизительно –10 до +30 % в каждом сценарии. Общий диапазон составляет 490—1260 млн^-1 (на 75—350 % выше концентрации 1750 г.).

Меры, направленные на повышение запаса углерода в наземных экосистемах, могут повлиять на атмосферную концентрацию CO₂, однако верхний предел для уменьшения концентрации CO₂ за счет подобных мер составляет 40—70 млн^-1. Если можно было бы сохранить в земной биосфере в течение века (например посредством лесовозобновления) весь углерод, выброшенный в результате исторических изменений в землепользовании, концентрация CO₂ снизилась бы на 40—70 млн^-1. Таким образом, практически определенным является то, что выбросы CO₂, связанные с ископаемым топливом, сохранят доминирующий контроль над тенденциями в атмосферной концентрации CO₂ в течение этого столетия. Модельные расчеты избытков в первую очередь парниковых газов, отличных от CO₂, к 2100 г. различаются существенным образом в шести показательных сценариях СДСВ. В целом А1В, А1Т и В1 содержат самые маленькие увеличения, а А1F1 и А2 — самые большие. Изменения CH₄ с 1998 г. по 2100 г. находятся в пределах от -190 до +1970 млрд^-1 (от -11 до +112 %), а увеличение N₂O — от +38 до +144 млрд^-1 (от +12 до +46 %) (см. рисунки ТР-17b и с). Прогнозируется увеличение ПФУ CF4 до 200—400 трлн^-1, а SF₆ — до 35-65 трлн^-1.

Для шести иллюстративных сценариев выбросов СДСВ прогнозируемые выбросы косвенных парниковых газов (NO_x, CO, VOC) наряду с изменениями в CH₄ изменят, согласно оценкам, средний глобальный избыток тропосферного радикала гидроксила (ОН) на -20 – +6 % в течение следующего столетия. Вследствие важного значения ОН для химии тропосферы сопоставимые изменения, но с противоположным знаком, наблюдаются в течение срока жизни в атмосфере парниковых газов CH₄ и ГФУ. Это последствие в значительной мере зависит от величины выбросов NO_x и СО и баланса между ними. Изменения тропосферного O₃ рассчитаны в период между 2000 г. и 2100 г. в пределах от -12 до +62 %. Наибольшее увеличение предсказывается в течение XXI века для сценариев A1FI и А2, и оно будет почти в два раза больше, чем то, которое наблюдалось в период с доиндустриальной эры. Эти увеличения O₃ объясняются одновременными и значительными увеличениями выбросов антропогенных NO_x и CH₄.

Значительный рост выбросов парниковых газов и других загрязнителей, прогнозируемый в некоторых из шести показательных сценариев СДСВ на XXI век, приведет к деградации глобальной окружающей среды в результате воздействий, выходящих за пределы изменения климата. Изменения, прогнозируемые в сценариях А2 и А1FI СДСВ, приведут к деградации качества воздуха над большей частью планеты в результате повышения фоновых уровней тропосферного O_3. В северных умеренных широтах в летний период среднезональное увеличение O₃ рядом с поверхностью составляет порядка 30 млрд^-1 или более, повышая фоновые уровни до почти 80 млрд^-1, угрожая достичь существующих норм качества воздуха над большей частью крупных городов и даже сельских районов, а также снижая продуктивность сельскохозяйственных и лесных культур. Эта проблема выходит за пределы континентальных границ и совмещает выбросы NO_x в масштабе полушария.

За исключением серы и углерода в чистом виде, модели показывают приблизительную линейную зависимость избытка аэрозолей от выбросов. Процессы, которые определяют показатель удаления для углерода в чистом виде, существенно различаются между моделями, что ведет к значительной неопределенности в будущих оценках чистого углерода. Выбросы естественных аэрозолей, таких, как морская соль, пыль и газовых предшественников аэрозолей, таких, как терпен, двуокись серы (SO₂), а также окисление диметилсульфида, могут увеличиться в результате изменений климата и химии атмосферы.

Шесть показательных сценариев СДСВ охватывают почти весь диапазон воздействия, которое является результатом полного набора сценариев СДСВ. Общее оценочное антропогенное радиационное воздействие за исторический период с 1765 г. по 1990 г. с последующим воздействием, вытекающим из шести сценариев СДСВ, показаны на рисунке ТР-19. Воздействие, вытекающее из ансамбля 35 сценариев СДСВ, показано на рисунке серым цветом, поскольку воздействия, вытекающие из отдельных сценариев, пересекаются с линией времени. Прямое воздействие в результате образующихся от сжигания биомассы аэрозолей приведено в соответствие с темпами обезлесивания. Сценарии СДСВ включают возможность либо увеличения или уменьшения антропогенных концентраций аэрозолей (например: сульфатных аэрозолей, аэрозолей биомассы, а также аэрозолей чистого и органического углерода) в зависимости от масштабов использования ископаемого топлива и политики, направленной на борьбу с загрязняющими выбросами. Сценарии СДСВ не включают оценки выбросов для несульфатных аэрозолей. В этом докладе рассмотрены два метода прогнозирования этих выбросов: первый модулирует выбросы ископаемого топлива и аэрозолей биомассы с СО, а второй — выбросы с SO₂ и обезлесивание. Лишь второй метод применялся для перспективных оценок климата. Для сравнения радиационное воздействие показано также для сценария IS92a. Очевидно, что диапазон для новых сценариев СДСВ сдвинулся в сторону повышения по сравнению со сценариями IS92. Это объясняется главным образом сокращением будущих выбросов SO₂ в сценариях СДСВ по сравнению со сценариями IS92, но также и несколько большими кумулятивными выбросами углерода, изложенными в некоторых сценариях СДСВ.

Почти во всех сценариях СДСВ радиационное воздействие, вызванное CO₂, CH₄, N₂O и тропосферным O₃, продолжает усиливаться, при этом часть общего радиационного воздействия объясняется концентрацией CO₂, которая, согласно прогнозам, увеличится от чуть меньше половины до почти трех четвертей общего объема. Радиационное воздействие, вызываемое истощающими O₃ газами, уменьшится в связи с введением контроля за выбросами, направленного на сдерживание истощения стратосферного озона. Прямое аэрозольное (взятые вместе компоненты серы и чистого и органического углерода) радиационное воздействие (оцениваемое относительно сегодняшнего дня 2000 г.) меняет свой знак для различных сценариев. Прогнозируются меньшие по своей величине по сравнению с CO₂ прямые плюс косвенные последствия аэрозолей. Отсутствуют какие-либо оценки пространственных аспектов будущих воздействий. Косвенные воздействия аэрозолей на облака включены в расчеты простых моделей климата и нелинейно модулированы к выбросам CO₂, исходя из сегодняшнего значения -0,8 Вт^.м^-2, как и в ВДО.