Учёные фиксируют беспрецедентный рост
Уровень углекислого газа (CO₂) в атмосфере в 2024 году рос быстрее, чем в любой другой год с начала ведения записей, — гораздо быстрее, чем ожидали учёные. Наш новый спутниковый анализ показывает, что тропические леса Амазонии, которые долгое время были крупнейшим поглотителем углерода, с трудом справляются с текущим уровнем.
Измерения с помощью спутников
Систематические измерения CO₂ в атмосфере начались в конце 1950-х годов, когда обсерватория Мауна-Лоа на Гавайях (выбранная из-за её удалённости и чистого воздуха) зарегистрировала около 315 частиц на миллион (ppm). Сегодня этот показатель составляет более 420 ppm.
Скорость изменений
Важно не только абсолютное значение, но и скорость изменения. Ежегодный рост глобального CO₂ увеличился с менее чем 1 ppm в 1960-х годах до более чем 2 ppm в год в 2010-х. Каждый дополнительный ppm представляет около 2 миллиардов тонн углерода — примерно в четыре раза больше совокупной массы всех живущих сегодня людей.
Данные спутника OCO-2
До недавнего времени мы могли отслеживать CO₂ только с помощью наземных станций, таких как Гавайская. Ситуация изменилась с запуском спутников, таких как орбитальная обсерватория НАСА по углероду (OCO-2), запущенная в 2014 году.
Спутник OCO-2 анализирует солнечный свет, отражённый от Земли. Углекислый газ действует как фильтр, поглощая определённые длины волн света. Наблюдая, сколько этого специфического света отсутствует или ослаблено, когда он достигает спутника, учёные могут точно рассчитать, сколько CO₂ находится в атмосфере.
Однако воздух постоянно находится в движении. CO₂ над любой точкой может поступать из разных источников — местных выбросов, близлежащих лесов или воздуха, принесённого издалека. Чтобы разобраться в этой смеси, учёные используют компьютерные модели, которые имитируют движение ветров по всему миру. Они корректируют эти модели, пока они не совпадут с тем, что видит спутник. Это даёт нам наиболее точную оценку того, где происходит выброс углерода и где он поглощается.
Анализ данных
Данные, полученные за десятилетие работы OCO-2, позволяют нам поместить 2023 и 2024 годы в исторический контекст. Из спутниковых данных следует, что наибольшие изменения в выбросах и поглощении CO₂ в 2023 и 2024 годах по сравнению с базовым годом 2022 года произошли над тропическими землями.
Наибольшее изменение произошло над Амазонкой, где поглощается гораздо меньше CO₂. Подобные замедления также наблюдались над южной Африкой и юго-восточной Азией, частями Австралии, восточной частью США, Аляской и западной Россией. В то же время мы обнаружили, что больше углерода поглощается над западной Европой, США и центральной Канадой.
Другие данные подтверждают это. Например, растения излучают слабое свечение во время фотосинтеза — мы можем увидеть это свечение из космоса. Измерения этого свечения вместе с зелёностью растительности показывают, что тропические экосистемы были менее активны в 2023 и 2024 годах.
Причины снижения поглощения углерода
Наш анализ показывает, что повышение температуры объясняет большую часть снижения способности Амазонки поглощать углерод. В других тропических регионах изменения количества осадков и влажности почвы были более важными факторами.
Во многих отношениях эти годы напоминали предыдущие годы Эль-Ниньо, такие как 2015–2016, когда засуха и жара приводили к снижению поглощения углерода и увеличению количества лесных пожаров. Но что интересно в 2023–2024 годах, так это то, что вызвавшее их событие Эль-Ниньо было сравнительно слабым.
Что-то ещё должно усиливать эффект. Наиболее вероятной причиной является рекордная засуха, охватившая большую часть бассейна Амазонки. Когда растения уже испытывают стресс из-за нехватки воды, даже небольшое потепление может вывести их за пределы их устойчивости, снижая их способность поглощать углерод.
Последствия для климата
Примерно половина CO₂, выбрасываемого человеком, остаётся в атмосфере. Другая половина поглощается примерно поровну сушей и океанами. Если засуха или жара означают, что растения менее способны поглощать углерод, даже временно, больше наших выбросов останется в воздухе.
Наша способность достичь климатических целей зависит от того, что природа продолжит обеспечивать это жизненно важное хранилище углерода. Пока неясно, является ли 2023–2024 годы краткосрочным всплеском или ранним признаком долгосрочного сдвига. Но данные указывают на всё более хрупкую ситуацию, поскольку тропические леса испытывают стресс из-за жарких и засушливых условий.
Понимание того, как и где эти экосистемы меняются, имеет важное значение, если мы хотим знать их будущую роль в климате и то, как засуха повлияет на их восстановление. Один из шагов — срочно отправить учёных в тропические экосистемы, чтобы задокументировать недавние изменения лично.
Угроза закрытия спутника OCO-2
Спутник OCO-2 находится под угрозой закрытия из-за предложенных сокращений бюджета НАСА. Несмотря на то что спутник здоров и имеет достаточно топлива для работы до 2040 года, предложенные сокращения бюджета могут привести к его закрытию.
Мы не были бы слепы без него, но мы бы видели гораздо менее ясно. Потеря OCO-2 будет означать потерю нашего лучшего инструмента для мониторинга изменений в углеродном цикле, и мы все будем от этого в научном проигрыше.
Амазонка посылает нам предупреждение. Мы должны продолжать наблюдать — пока мы всё ещё можем.