Глобальное потепление в нарушенной биосфере: саморегуляция или углубление кризиса?

опровергались.“ Что и происходит с глобальным потеплением и его следствиями — опровергаются на 3-х уровнях, соответствующих обычной реакции принятия неприятной информации: а) Никакого потепления нет, это одна из полуволн природных циклов тепла и влажности (Отрицание); б) Потепление происходит, но хозяйственная деятельность здесь ни причём, это природный процесс, а с природой не поспоришь — только приспосабливаться (Производство сомнений +натуралистическая ошибка); в) Птепление происходит, и вызвано человеком, но будет от него только лучше — распространятся леса, в пустыне потекут реки, на Марсе будут яблони цвести (т. н. global greening). А значит, тем более ничего не надо менять ни в хозйственной деятельности, ни тем более в управляющем её общественном устройстве (Адаптация реальности, устраняющая диссонанс). Как во всякой качественной лжи, свои 60%, 85% и 95% правды есть в каждом из этих утверждений, я в своём докладе добавлю оставшиеся %% до полной картины

2002 год по данным Обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях. Отдельные точки — среднемесячные значения. Хорошо видны ежегодные сезонные колебания, связанные с фотосинтезом наземной растительности Северного полушария (СО2 накапливается в атмосфере за зимний сезон, а летом активно связывается). Четко прослеживается и общая тенденция неуклонного возрастания содержания СО2. Синий цвет — данные Океанографического института Скриппса (Scripps Institution of Oceanography, SIO), красный — Национальной администрации по океанам и атмосфере (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA). www.noaanews.noaa.gov

Рост содержания СО2 в атмосфере (ppm, левая шкала) и эмиссии углерода, поступающего при сжигании ископаемого топлива (миллионы тонн, правая шкала) с середина XIX века до конца XX века. www.mongabay.org

(по данным анализа пузырьков воздуха, запечатанного во льду Антарктиды и Гренландии). Синяя линия в правой, самой верхней части графика соответствует измерениям в атмосфере на Северном полюсе. Значения концентрации метана по оси Y — в миллионных частях (т.е. цифры на шкале соответствуют диапазону от 0,6 до 1,7 ppm. Разные значки соответствуют разным местам взятия колонок льда (красные значки — Антарктида, синие — Гренландия). www-lgge.ujf-grenoble.fr

и т. д. на север (хотя не всё так однозначно)
Сдвиг «вперёд» всех фенодат весны (с осенью не всё так однозначно)
Прекращение циклов массового размножения сперва леммингов, потом и лесных полёвок
«Разобщение» фенодат видов, тесно связанных в цепях питания (насекомоядные птицы и их жертвы, растительноядные звери и фитомасса и пр.)
Подъём уровня мирового океана, с гибелью прибрежных лесов (т. н. леса-призраки)/с/х земель от засоления; учащение прихода тайфунов и их разрушительности, вообще гидрологических стизхийных бедствий.
Рост переменчивости погоды

- 1980-х, пластинокрыл - в 1980-х - 1990-х, богомол и аргиопа Брюнниха - в 2000-х - 2010-х; в настоящее время - самые северные находки для всех них - уже севернее Подмосковья (Костромская, Ивановская, Кировская области, пёстрая бронзовка - "добралась" до Онежского озера в Вологодской области). Короткокрылый пестряк и степная сколия - появились в 2000-х, но пока встречаются только на юге Подмосковья (по границе лесной зоны). Гигантскую сколию ловили несколько раз в окрестностях Москвы и в Луховицком районе.

середины 1970-х, суворовка - в конце 1980-х, поликсена - появилась на границе с Рязанской областью, видимо, в конце 1990-х (а в настоящее время заселила долину Оки в пределах всего Луховицкого района и стала появляться на границе с Коломенским).
Первую галатею встретили в долине реки Полосни, на границе с Тульской областью в середине 1990-х, а голубянка-терзит стала появляться там же, по наблюдениям А.С.Мазохина, только в самые последние годы. В настоящее время суворовка надёжно заселила южные районы Подмосковья и долину Оки, севернее встречается единично, хотя залёты известны вплоть до юга Вологодской области. В отличие от неё, галатея до сих пор встречается единично, хотя вполне обычна в на юге Тульской, Рязанской и Нижегородской областей.

за период 1951-1998 гг. и выражены в 0С/100 лет. Знак "плюс" (красного цвета) соответствует положительному тренду, горизонтально вытянутый ромб (синего цвета) – отрицательному.
Размер символа соответствует интенсивности тренда (более 1, 2 и 3 0С/100 лет). Данные предварительно осреднены за указанные периоды. Источник: Третье национальное сообщение Российской Федерации, представленное в соответствии со статьями 4 и 12 рамочной Конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата. М.: 2002.

Источник: В.А.Семёнов. Ресурсы пресной воды и актуальные задачи гидрологии// Соросовский образовательный журнал. 1998. №1.

среднего уровня Мирового океана (внизу) с 1973 года по настоящее время. отклонения от линии тренда в месте пересечения ею отметки 1990 года (принято за нуль).
Science. 2007. V. 316. P. 709

от местных обстоятельств на одних территориях идут в одну сторону, на других в противоположную, увеличивая общую мозаичность. Совокупный результат складывается как равнодействующая тех и других, т. е. локальный фактор (биоценозы, климат и нарушения) важней общепланетарного изменения

Региональные различия в трендах изменения максимальных расходов воды в Европе за 1960 — 2010 годы. Синим отмечено увеличение максимальных расходов воды, красным — уменьшение расходов (в процентах за десятилетие). 1 — Северо-Западная Европа: увеличение количества осадков и влажности почвы. 2 — Южная Европа: уменьшение количества осадков и увеличение испарения. 3 — Восточная Европа: уменьшение снегозапасов и более ранее стаивание снежного покрова

в других — они нарастают из-за вызванной им же роста мутности (часто и водности) рек, т. е. большего отложения наносов в устье

— стресс меньше долговременной средней, ниже — больше).

температуры (второй сверху график) за 420 тысяч лет (по данным анализа пузырьков воздуха во льду Антарктиды). Ледовый керн получен на российской станции «Восток». Годы отложены по оси абсцисс. Видно, что в масштабах десятков и сотен тысяч лет содержание углекислого газа и метана меняется сходным образом. Совершенно так же меняется и температура. Nature. 1999. V.399. P.429-436

на западе и востоке Ойкумены. Из: Ruddiman W. 2003. The Anthropogenic Greenhouse Era Began Thousands of Years
Ago // Climatic Change. V. 61. N 3. P.261-293

в преобразовании ландшафтов, изменении форм рельефа, перемещении больших масс вещества сравнима с природной
- в химическом синтезе, в т.ч. N, P, S и других биогенов — сильно превосходит природную
- в преобразовании среды обитания превосходит таковую способность всех других видов биоты как небо и земля

связывания и выбросов С для разных природных биомов
2) Влияние изменений разных групп ключевых видов — фитофагов, их регуляторов (насекомых, птиц), деструкторов мёртвой древесины и т. д. - в разных типах биомов, изменяемых человеческой деятельностью, в т. е. в первую очередь урбанизацией, во вторую — экспансией с/х

По мере экспоненциального роста экономической мощи человечества, растут
преобразованность природных ландшафтов, естественные экосистемы всё более нарушаются, а то и уничтожаются вовсе, почему в современном мире представлены «островами»,
как следствие этого процесса, а также работой промышленности, сельского хозяйства, вследствие роста городов и пр. инфраструктурного развития человеческих популяций растут выбросы парниковых газов, из которых важнейшие включены в природный круговорот углерода – СО2 и СН4.
Оба процесса развиваются по экспоненте и, поскольку вследствие законов физики рост концентрации парниковых газов не может не «греть», происходит антропогенное потепление, тренд которого «накладывается» на природные колебания, описанные выше, и чем дальше, тем больше пересиливает их. Сейчас уже совсем пересилил. То есть антропогенный тренд, чем сильней проявляется, тем больше усиливает и продлевает во времени колебания, связанные с тёплой-сухой фазой климатических изменений, и ослабляет-укорачивает колебания, связанные с прохладной-влажной.
Процесс будет развиваться до тех пор, пока естественные колебания на фоне усиливающегося тренда сойдут на нет. Важно подчеркнуть, что такой ход событий был исключительно точно предсказан моделью потепления климата, изложенной в статье в Science аж 1981 года.
Но она оказалась в забвении, и была обнаружена чисто случайно совсем недавно. Увы, изобретение Интернета с электронным доступом к научным журналом при усилении конкурентности в научной среде имело один неприятный, но закономерный эффект – ускорилось забывание статей, сразу не привлекших внимание.

минеральная масса; NF - естественные факторы; AF - антропогенные факторы; ANB - анаболизм; NKB - некроболизм; KTB - катаболизм; bsn - биосинтез; exc- экскреции; die - отмирание; ret - возврат ассимилятов; min - минерализация; gum - гумификация.

его невосполнимую часть. По оси абсцисс отображаются запасы уязвимого углерода в тоннах на гектар, а по оси ординат - их ежедневная потеря в %

Коричневый — углерод, запасённый в почве, зелёный — в биомассе; Тёмно-коричневый и тёмнозелёный — невосстановимая часть углеродного запаса, серая — неугрожаемая, светло-коричневая и светлозелёная — угрожаемая, но восстановимая

углерода в разных резервуарах биосферы. Обратите внимание, что шкала по обеим осям логарифмическая. Чем больше размер резервуара, тем дольше удерживается там углерод. Leaf litter — подстилка (опавшие листья); woody biomass — деревья; soil carbon — углерод в почве; ocean acidic — ёмкость океана по отношению к угольной кислоте; ocean neutral — ёмкость океана по отношению к нейтрализованной угольной кислоте; EOR — запасы нефти, которые могут быть обнаружены и использованы. Верхние пределы времени и объемов удержания углерода, введенного в подземные полости (underground injection) или сохраняющегося в карбонатных минералах (mineral carbonates), не определены. Ископаемый углерод (fossil carbon) включает не только нефть, уголь и газ, но и запасы метана в форме гидратов на дне океана. Кислородный лимит (oxygen limit) — это то количество ископаемого углерода, на сжигание которого будет израсходован весь кислород воздуха. Потребление углерода ископаемого топлива (fuel consumption) для XXI столетия принимается в пределах от 600 Гт (современный уровень) до 2400 Гт. Голубыми вертикальными линиями показаны: ежегодная эмиссия углерода при сжигании топлива, углерод, содержащийся в биомассе, углерод атмосферы, углерод почвы, углерод океана в виде CO3-, весь углерод океана. Зелеными линиями показаны продолжительность жизни (человека и инфраструктуры, им созданной) и время перемешивания массы океана. Science. 2003. V. 300. P. 1677–1678

растительных остатков в ходе пиролиза (справа). В первом случае весь углерод, изъятый из воздуха в виде CO2, возвращается обратно в такой же форме. Во втором — 20% его изымается из круговорота и сохраняется в почве в виде древесного угля. Если улавливать газы, выделяющиеся при пиролизе, то их можно использовать как биотопливо. Остальная часть (на схеме — такая же) будет захоронена в почве. Небольшая часть его всё же войдет в круговорот и вернется в атмосферу (стрелкой вверх показано 5%). Nature. 2007. V. 447. P. 143–144.

меняются по естественным причинам, но антропогенный тренд ныне их пересилил и почти свёл на нет

⟹ Потепление… и т.д.

выделены теплые течения, идущие около поверхности (в пределах 1000 м), синим — холодные глубоководные течения, идущие над дном. Светлые кружки — это те районы океана, в которых большое количество тепла отдается в атмосферу. www.wunderground.com
Криоэра: теплоперенос водный, влаги — атмосферный - тёплые океаны — холодные материки из-за антициклонов — резко выраженная зональность: контраст арктических пустынь и влажных тропических лесов — обогрев/увлажнение течениями - «заброс» тепла и влаги вглубь континентов регулируется солнечной активностью через 2 градиента давлений, Южно-тихоокеанский и Северо-атлантический

Поскольку планета шарообразна, солнечные лучи всегда будут, при прочих равных, нагревать ее экватор сильнее, чем полюса - экваториально-полярный температурный градиент; любой градиент стремится к выравниванию (просто по Второму закону термодинамики) - в нашем случае за счет постоянного теплообмена между низкими широтами и высокими. Теплообмен этот осуществляется посредством конвекции в обеих подвижных оболочках Земли - гидросфере и атмосфере.
Конвекция в гидросфере - это теплые морские течения, которые обогревают высокоширотные области точно так же, как водяное отопление - ваши квартиры. Движущей силой конвекционных токов, как мы помним из главы 2 (о мантийной конвекции), являются возникающие в среде архимедовы силы плавучести: когда часть вещества "тонет" или "всплывает", этот объем - в силу связности среды - замещается веществом, поступающим из другой ее точки. В нашем случае токи в Мировом океане могут возникать за счет того, что "тонет" либо холодная (четырехградусная) вода в высоких широтах (термическая циркуляция), либо избыточно осолоненная (в результате испарения) вода на экваторе (галинная циркуляция). При термической циркуляции вода движется от экватора по поверхности, а от полюсов - по дну (формируя при этом холодную насыщенную кислородом психросферу), а при галинной - наоборот
Говоря о конвекции в атмосфере, необходимо учитывать, что здесь тепло переносится главным образом водяным паром: тепловая энергия, затраченная на испарение воды, выделяется там, где этот пар, перенесенный воздушными течениями, превратится обратно в жидкость - то есть выпадет в виде осадков.
Атмосфера каждого из полушарий распадается на три широтных сегмента - конвективные ячейки: экваториальная, умеренных широт и приполярная. В каждой из ячеек существует относительно замкнутая воздушная циркуляция, причем направления циркуляции в граничащих между собой ячейках противоположны ("по часовой стрелке" - "против" - опять "по") - в точности, как в цепи шестеренок. В одной половине ячейки доминируют восходящие токи, во второй - нисходящие; соответственно, влага, испаряющаяся в первой половине, выпадает главным образом во второй - и при этом происходит разгрузка теплоты парообразования. Например, в экваториальной ячейке Северного полушария ток направлен от севера к югу, так что в южной ее половине возникают влажные тропические леса, а в северной - засушливые саванны; в ячейке же умеренных широт, где направление тока обратное, пустыни возникают на юге, а субтропические и широколиственные леса - на севере. Другим фактором атмосферной конвекции (главным образом широтным) являются муссоны - сезонные ветры постоянного направления, дующие с океана на континент или обратно; с муссонами связано, среди прочего, чередование сухого сезона и сезона дождей в тропических широтах, где температура весь год постоянна.