Варианты глобального изменения климата и их последствия для жизни и цивилизации

[evil gryphon]

Не удивлюсь если эта (сломанная) математическая модель NASA использовалась и для расчётов концентраций CO2 в прошлом в насовских же исследованиях (а все ссылаются на эти исследования когда речь идёт о концентрациях углекислоты в прошлом).

это называется "циклическая очевидность" - то есть - оцениваем количество углекислого газа по климат. а климат завязываем на углекисклый газ. помимо того, что есть множество иных факторов, связанных прямыми и обратными связями, насыщение, количество углекислого газа атмосферы не определяется по климату - именно поэтому, а определяется по иным факторам - таким как геологические пласты и прочее... но клима последних лет да - списывается на углекислый газ нацело, ну ведь на коммисиях ООН надо обсудить и запретить неверным жить как белыей человек. Ради такой святой цели не грех и спутники поломать (уж не те ли, которые показывают данные не укладывающиеся в модель?) и даже данные подретушировать - так то - убрать неудобные метеостанции, а также где raw дата температур?

- В 1979 году собирался комитет по антропогенному изменению климата и там среднюю чувствительность определили как 3 градуса (плюсминус полтора). В то время было только 2 модели изменения климата  - Сюкуро Манабе (+2 градуса) и Джеймса Хансена (+4 градуса) и там взяли среднее значение и добавили к каждому из 2 вариантов ошибку в полградуса (и так и получилось 3 плюсминус полтора градуса потепление на удвоение содержания углекислоты) и до сих пор учёные на это значение ориентируются (= подгоняют под него модели).

Теперь можно подсчитать концентрации в прошлом. (там есть некоторые, довольно сложные соображения как определять температуру, можно например по ископаемым останкам растений про которые известно что они не могут расти ниже определённой температуры, можно по концентрации изотопов кислорода в донных отложениях).

- Допустим, температура была на 10 градусов теплее (Палеоцен) 3 градуса чувствительность концентрация (до-идустриальное значение (280) умножить на 2^(10/3) = 2800 ppm)
- Допустим, температура была на 14 градусов теплее (Эоцен максимум) 3 градуса чувствительность концентрация 280*2^(14/3)=7000 ppm (для прошлых эпох когда солнце светило слабее получим много большие концентрации).

Выглядит это примерно таким образом (картинка от NASA).


С такими значениями чувствительности климата, вроде как, совершенно не о чем волноваться.

Теперь посчитаем концентрацию для температуры -8 (исторические ледниковые периоды)
280*2^(-8/3)= 44 ppm CO2 (то есть во время ледниковых периодов концентрация с чувствительностью 3 должна быть 44 части на миллион а фактически было 180 ppm CO2)

- Оказывается, чувствительность климата для ледниковых периодов (когда температура менялась от -8 до 0 а концентрация углекислоты от 280 до 180 частей на миллион) была около 12 градусов (рост температуры при удвоении концентрации углекислоты, на том графике с моделями есть небольшой всплеск в регионе 10-12 градусов -

).
(здесь добавлено: это расчёты для худшего случая, как там на самом деле пока точно неизвестно).
- Тогда концентрация для температур +10 и +14 будет 500 и 630 ppm а для начала неостановимого потепления (говорят что нужно +30 градусов глобально, начало moist greenhouse) вероятно около 1500 ppm (это если не считать влияние метана, если добавить всяческие обратные связи то может быть усилинеие неизвестно насколько). В 2100 году по некоторым сценариям (бизнес как обычно) концентрация углекислоты должна приблизиться к 1000 ppm (если массово жечь уголь и добывать сланцевую нефть то быстрее). и 1500 ppm можно достичь наверно к 2140 году или около того (это если не учитывать усиление от положительных обратных связей, только антропогенные выбросы). Если учитывать положительные обратные связи то точка невозврата (для ситуации потери органической жизни на поверхности) будет пройдена до 2100 года. (а если человечество прямо сейчас и полностью перестанет добывать и жечь ископаемое топливо (и если не будет никаких дополнительных посторонних  выбросов углекислоты и метана) то температура стабилизируется примерно на +6 градусов Цельсия к до-индустриальному уровню).
(добавлено)  То что мы сейчас наблюдаем рост температуры на градус или на полтора (по сравнению с до-индустриальной эпохой) а не на 6 градусов можно объяснить большой массой и тепловой инерцией океанов и криосферы - пока вода в океанах греется и лёд тает это сдерживает дальнейший рост температуры и кажется что всё пока хорошо и лучше чем на самом деле.
(добавлено ещё)(убрано)

[Stalk.er]

В 2100 году по некоторым сценариям (бизнес как обычно) концентрация углекислоты должна приблизиться к 1000 ppm (если массово жечь уголь и добывать сланцевую нефть то быстрее).

В год мы имеем прирост 2ppm и замедление экономики, т.е к 2100 году концентрация вырастет на 170 ppm до 570. Но думаю будет меньше. Есть мощная отрицательная связь - биосфера с каждым годом будет сжирать всё больше.
Потепления мы неощутим даже через 50 лет. Таяние ледников, прогрев океана займёт сотни лет, таяние Антарктиды - тысячи и десятки тысяч лет. Даже если мы сожгём все углеводороды и уголь и всё остальное и будем сидеть с 1500 ppm мы не дождёмся когда она растает. Весь СО2 сожрёт биосфера и его уровень опять упадёт а мы так и не дождёмся эпического потепления.

[Nucleosome]

вероятно около 1500 ppm

у нас были такие (были и повыше) концентрации углекислоты в прошлом, а таких температур нет. откуда дровишки?.. и на вашем же графике вообще нет корреляции между количеством углекислоты и температуры и ниего - строить модели основанные исключительно на таких корреляциях не мешает совсем! как вы смотрете на предоставляемые вами же графики?.. хотя график температур видимо очень грубый. но всё равно нет.

если массово жечь уголь и добывать сланцевую нефть то быстрее

и то и другое в последний год не растёт, правда пока не достоверно... хотя со сланцевой нефтью может и да...

сли не учитывать усиление от положительных обратных связей

это каких? выгорание растительности? в мезозое же не случилось. бронтозавры как бы окочурились не от этого а как раз наоборот.

Теперь посчитаем концентрацию для температуры -8 (исторические ледниковые периоды)
280*2^(-8/3)= 44 ppm CO2 (то есть во время ледниковых периодов концентрация с чувствительностью 3 должна быть 44 части на миллион а фактически было 180 ppm CO2)
Оказывается, чувствительность климата для ледниковых периодов (когда температура менялась от -8 до 0 а концентрация углекислоты от 280 до 180 частей на миллион) была около 12 градусов (рост температуры при удвоении концентрации углекислоты, на том графике с моделями есть небольшой всплеск в регионе 10-12 градусов

нет это изумительно! с тем же успехом могу считать влиение облачности на пройденные километры в день и заявить что я двигаюсь на солненый батареях - потому что очевидно будет что в ясные дни как-то желаени пойти погулять выше... вам знакомо понятие ложных корреляций? а множественности факторов?..

по сравнению с до-индустриальной эпохой

давайте всё-таки учитывать средние за насколько лет, а не каждый месяц (ещё и когда спутники ломаются почему-то...), а также и такие вещи как солнечная активность и вообще колебательные процессы, приводившие к таким вещам как ледниковые периоды и наоборот -  межледниковый оптимум он что произошёл из-за использования древесены при выплавки бронзы что ли?..
P. S. В Индии местами хоть и очень жарко, но как будто тепло отсюда ушло туда, и лето явно не спешит тут совсем в этом году...

[evil gryphon]

    вероятно около 1500 ppm

у нас были такие (были и повыше) концентрации углекислоты в прошлом, а таких температур нет. откуда дровишки?.. и на вашем же графике вообще нет корреляции между количеством углекислоты и температуры и ниего - строить модели основанные исключительно на таких корреляциях не мешает совсем! как вы смотрете на предоставляемые вами же графики?.. хотя график температур видимо очень грубый. но всё равно нет.

Я вложил картинки с оценками концентрации углекислоты в атмосфере в прошлом, на основе измерений концентрации изотопов бора (в донных отложениях) и на основе оценки количества устьиц (пор в листьях) ископаемых гинкго (это растение не очень меняясь росло и в мезозое) (а количество пор в листьях  у него зависит от концентрации углекислоты). картинки взяты из файлов
http://www.ldeo.columbia.edu/~dmcgee/Carbon/Syllabus_files/Hemming%20&%20Ho%CC%88nisch%202007.pdf и
http://droyer.web.wesleyan.edu/GSA_Paper.pdf
- для эпохи 50-60 миллионов лет назад концентрация углекислоты в атмосфере (если оценивать по количеству пор в листьях) была 300-400 ppm (в какой-то момент поднималась до 450) и есть одно значение - 800 ppm (которое по времени соответствует событию PETM). 800- это не очень точно (разброс там большой и может быть концентрация была и меньше или больше, причём если концентрация углекислоты уменьшается примерно ниже 500 ppm то метод подсчёта пор в листьях становится довольно точным).
- Для этой же эпохи, данные измерений содержания изотопов бора выдают значения CO2 2000-3500 ppm тоже с большим разбросом. (содержание углекислоты зависит от концентрации изотопов бора через сложную зависимость с участием нескольких факторов так что там возможность ошибиться больше чем при подсчёте пор в листьях).
(здесь добавлено: растения гинкго несколько лет экспериментально содержали в атмосфере, обогащённой углекислым газом чтобы узнать как у них изменятся листья так что есть какое-никакое экспериментальное подтверждение а в отношении донных отложений изотопов бора такой эксперимент провести невозможно и поэтому у меня больше доверия данным по ископаемым листьям).

- поэтому, нельзя точно сказать какой была концентрация углекислоты в атмосфере во времена когда её нельзя измерить непосредственно (то есть когда нет под рукой образцов льда с законсервированными пузырьками нужного возраста) и нельзя сказать какой была чувствительность климата к парниковым газам.
Если в эоцене типовые концентрации углекислоты были 2000-3500 ppm то это значит что чувствительность климата к парниковым газам была маленькой (потепление на 3 градуса Цельсия при удвоении углекислоты) а если типовые концентрации в эоцене были 300-400-450 ppm то чувствительность климата к концентрации парниковых газов оказывается очень намного больше (условно чувствительность климата 10 градусов на удвоение содержания углекислоты с разбросом примерно от 8 до 12).

[Nucleosome]

если оценивать по количеству пор в листьях

странная оценка вообще-то - у разных растений разное число пор, а про особенности биохимии растений тех времён можно лишь догадываться, потому и подсчёт пор, число которых имеет и генетическую и фенотипическую компоненту это просто вилами по воде.
но данные всё равно не привести никак к любимой модели, что концнатрии вше чем 400, ну 500 не было никогда, а больше даст Венеру.

[evil gryphon]

странная оценка вообще-то - у разных растений разное число пор, а про особенности биохимии растений тех времён можно лишь догадываться, потому и подсчёт пор, число которых имеет и генетическую и фенотипическую компоненту это просто вилами по воде.

... У одинаковых растений (чёрные кружочки - растения гинкго). Это растения типа "живые ископаемые" которые существуют и не менялись долгое время (и поэтому можно предпологать что те древние гинкго реагировали на изменение концентрации атмосферы точно также как современные гинкго). Там тоже есть возможность напутать (например количество пор также может зависеть например и от влажности и от температуры) но это всё решаемо и калибруемо (можно выростить гинкго в заданных контролируемых условиях). Метод оценки концентраций углекислоты по изотопам бора калибруем только в последние 400 тыс. лет (для которых есть образцы льда и точные прямо измеренные значения концентраций углекислоты). Для больших концентраций углекислоты метод с изотопами калибровать не на чем и там можно легко ошибиться и насчитать намного большие концентрации чем были на самом деле.

[Nucleosome]

У одинаковых растений

одинаковые или нет, норма реакции очень вариабельная вещь внутри одного вида.

[LonelyWanderer]

Погода в Белушьей Губе (Новая Земля) - 20-градусные температурыhttps://www.gismeteo.by/weather-belushya-guba-241956/3-days/
Интересно, в этом году сойдут ли на нет льды? Хотелось бы как до найти данные по погоде с полярных станций на Северной Земле и Земле Франца Иосифа.

[Nucleosome]

Конкуренция

да, но он весь год открыт и вокруг него гораздо больше портов, где тоже есть оборот. а вообще распределение льда какое-то странно - что, Пенжинская губа ещё замёрзшая? и около Сахалина лёд??? а недосдача в основном между Новой Землёй и Шпицбергеном

[Митрич]

Интересно, что в Северо-Западном проходе в этом году ото льда очищено уже море Баффина вплоть до острова Элсмир, и при этом уже очищается ото льда побережье Аляски. Осталось таяние льда между островами Канадского архипелага и путь открыт. А Северный морской путь пока что ещё весь затёрт от Новой Земли до самого Берингова пролива.

Это обусловлено отнюдь не потеплением районов СЗ прохода, а господствующими сейчас ветрами. Человек, работающий на СМП, говорил, что сейчас наблюдается просто необыкновенный ветровой натиск льдов на российское побережье СЛО от Таймыра до Чукотки. В принципе, это хорошо: старый лёд из районов полюса и КАА, где он всегда плохо тает, прибивается к российскому побережью, где его по-любому ждёт очень скорый кирдык.

... а вообще распределение льда какое-то странно - что, Пенжинская губа ещё замёрзшая? и около Сахалина лёд???

Для этого сайта типичны глюки в мелких заливах и прибрежных территориях. Там и в Рижском заливе зачастую лёд в июне и снтябре уже показывают.

[evil gryphon]

Вот ещё картинка (взятая из http://www.pnas.org/content/99/12/7836.full ) с концентрацией углекислого газа в атмосфере 65 миллионов лет назад, полученная измерением количества пор (stomata) в ископаемых листьях (значение в кружочке, 2300 ppm получено подсчётом пор в папоротниках во время массового распространения папоротников (fern spike). Папоротники распространились после события массового вымирания растений и показывают очень высокую концентрацию углекислого газа. Геологически выброс углекислого газа соответсвует потоповому вулканизму (flood volcanism) в Индии (deccan traps). Извержение 65 миллионов лет назад было столь мощным что реки лавы протекли более 1000 километров и начали выливаться в бенгальский залив (там проводится бурение в поисках месторождений газа и на глубине 4 километра нашли слои лавы толщиной десятки метров). Также там (на берегу залива) остались осадки с высокой скоростью осаждения (речного происхождения) и эти осадочные слои отделяют слои лавы (лава текла с перерывами и осадков между слоями лавы также накопилось много метров). Само извержение предположительно имело 3 фазы (вторая - наиболее мощная), выбросило огромное количество углекислого газа (там мого быть и усиление от гниения органики и разложения гидратов метана) и это имело следствием массовое вымирание живых организмов (очевидно от перегрева и изменения состава океанов). Вымирание зарегистрировано в осадочном слое *ниже* лавы второй стадии вулканизма.

Так совпало что примерно в это же время в Землю врезался большой астероид (и оставил очевидные и неоспоримые следы - осадочный слой с иридием внеземного происхождения, оплавленными кусочками породы и нашли и ударный кратер от астероида (Chicxulub crater)). Люди решили что большое вымирание, произошедшее в это время (вымерли динозавры), было связано с падением астероида, начали этот риск - от астероида - предотвращать (были изучены вопросы предотвращения падения астероида если такой обнаружится, это можно сделать например взорвав на поверхности астероида термоядерную бомбу которая уничтожит или поменяет орбиту астероида, выделили деньги на космические программы по поиску астероидов опасно сближающихся с Землёй, ничего не нашли и успокоились

("теперь человечество стало настолько сильным что вымирание как динозаврам ему уже не угрожает. Человечество теперь навсегда!"),

даже было снято несколько фильмов в одном из которых американцы бурят скважину на астероиде с целью взорвать его изнутри).
Также стали искать следы от падений астероидов в более глубоком прошлом и попытались связать с этим и другие большие вымирания (всего таких вымираний было 5). Не нашли, оказалось что астероид был только в одном случае из 5 (а в четырёх был потоповый вулканизм).

Слой от астероида (с астероидным иридием) лежит *выше* лавы второй стадии вулканизма в Индии, почти без какого-то промежуточного слоя (то есть астероид упал сразу после окончания второй фазы извержения). Динозавры скорее всего вымерли за несколько десятков/сотен лет до этого (интервал времени очень мал и поэтому изучая обычную геологию, невозможно восстановить события на таких коротких интервалах времени, астероид возможно ускорил или вызвал дополнительное вымирание, сложно сказать).
http://massextinction.princeton.edu/deccan-volcanism/4-mass-extinction-and-deccan-mega-eruptions - сайт с информацией по извержению в Индии и привязке этого извержения к массовому вымиранию.

[Макс1]

Папоротниковый пик продолжался длительное время - порядка нескольких сотен тысяч или миллиона лет. Российские ученые, придерживающиеся биотических теорий вымирания, связывали его с нестабильностью экосистем в условиях обновления видового состава цветковых растений. Его можно связать и с вулканизмом, но вряд ли из-за продолжительности с астероидом. Наиболее вероятная причина повышения содержания углекислого газа - это не вулканы и астероиды, а падение биопродуктивности океана, которое продолжалось от сотен тысяч до миллиона лет (некоторые его признаки по ряду данных начинаются уже в начале Маастрихта за 5 миллионов лет до условного конца Мезозоя) и предшествует вымиранию мелких морских организмов, которое началось, когда биопродуктивность океана достигла минимума и продолжалось несколько сотен тысяч лет во время восстановления биопродуктивности океана. Иридиевый слой занимает меньше времени, чем период вымирания, и примерно соответствует периоду наиболее низкой биопродуктивности океана. Его можно связать с замещением органических осадков илистыми породами земного происхождения, обедненными органикой, с повышенным содержанием иридия или продолжением притока метеоритов в условиях характерных для этого времени перерывов в осадконакоплении. Повышенных содержаний иридия не найдено ни в картере Чиксулуб, ни в вулканических Декканских траппах, что прямого отношения к вопросу вымирания не имеет. Вымирание динозавров закончилось формально в начале кайнозоя - примерно 1 первый миллион лет, хотя эти данные очень неудобны для катастрофистов. Уже в середине Маастрихта разнообразие динозавров резко упало в основном только до гадрозавров, цератопсов и целурозавров. Вулканизм, совпадающий по времени с рядом вымираний, может быть не причиной вымирания, а симптомом интенсивных тектонических процессов, вызывающих разрушение экологических ниш, образование одних эволюционно-успешных видов (во время мел-палеогенового вымирания экспансия млекопитающих, цветковых растений, особенно злаков, и акул) и вымирание других. Но вопрос о связи папоротникового пика с увеличением содержания углекислого газа представляет интерес. Начало кайнозоя характеризуется по сравнению с концом мезозоя небольшим, но резким потеплением. Вряд ли это потепление было причиной вымирания, скорее следствием кризиса в океане, связанного с вымиранием.

[LonelyWanderer]

Погода в Белушьей Губе (Новая Земля) - 20-градусные температуры https://www.gismeteo.by/weather-belushya-guba-241956/3-days/
А в Норильске, например, сегодня 30-градусная жара
Остров Врангеля - температуры от +9 до +18 градусов https://www.gismeteo.by/weather-mys-shmidta-4045/3-days/
Интересно, в этом году сойдут ли на нет льды? Хотелось бы как-то найти данные по погоде с полярных станций на Северной Земле и Земле Франца Иосифа.

[viesis]

Как на зло спутник сломался.

[Митрич]

Как на зло спутник сломался.

Уже починили:
http://nsidc.org/data/seaice_index/index.html (жмём дейли-концентрейшн)
Картинка концентрации арктического ледяного лишая внушает оптимизм - синие разводья до самого полюса.

ПС Минимум арктических льдов обычно наблюдается в начале сентября - так что есть в запасе ещё два месяца таяния. Держим пальчики за то, что в этом году ледяная гангрена будет максимально уничтожена вплоть до полюса!

[LonelyWanderer]

Как-то так. А что значат проценты? Площадь поверхности, занятая льдом?

[Митрич]

А что значат проценты? Площадь поверхности, занятая льдом?

Да.

[LonelyWanderer]

Картинка концентрации арктического ледяного лишая внушает оптимизм - синие разводья до самого полюса.
ПС Минимум арктических льдов обычно наблюдается в начале сентября - так что есть в запасе ещё два месяца таяния. Держим пальчики за то, что в этом году ледяная гангрена будет максимально уничтожена вплоть до полюса!

В этом году скорее всего в области между полюсом, Гренландией и Элсмир останется полтора-два миллиона км² уже не сплошных льдов. И вот эта полоса плавучих льдов к югу от полюса до Северной Земли тоже вряд-ли успеет полностью растаять. Но к Северному полюсу можно будет, наверное, подобраться уже лёгким ледоколам со стороны Восточной Сибири и Аляски.

[LonelyWanderer]

Концентрация льда хорошо объясняется течениями в океане
Ниже я изобразил область, которая, как мне кажется, в этом году и в ближайшие годы будут ещё покрыты относительно сплошным льдом. Эта зона, куда сгоняется лёд со значительной части океана.

Хвост (А) к свеверу от Северной Земли объясняется сходящимися течениями, богатыми льдом.  Весь этот лёд из восточных областей идёт в сторону Гренландии, где и достигает максимальной толщины. Затем течение разветляется по обе сторону от острова. В области "разрежения" (С) льдов не останется. Хвост, тянущийся к востоку от Гренландии растает из-за отепляющего влияния соседнего Гольфстрима. На северо-запад от Гренландии льды ещё будут сохраняться.
Далее течение опять раздваивается, поэтому образуется область разрежения между течениями (С), где не останется льдов, где и сейчас уже разводья, и хвосты льда вдоль течений (В), которые, скорее всего, останутся в ближайшие годы.
Но если площади вне красной линии полностью смогут очистится ото льда, то не останется толстого многолетнего льда, и тогда и зона внутри красной линии со временем полностью очистится от него.

[LonelyWanderer]

Изменения с 6 по 14 июля, т.е. за 8 дней. С российской стороны, между Северной Землёй и Гренландией, как я и думал, из-за большой толщины льда он отступает медленно. Зато с канадской стороны из-за меньшей толщины льда довольно быстро.
Но ещё больше, чем общая площадь, изменилась плотность льдов. Поэтому следует ожидать в течении ближайшего месяца ещё большее ускорение сокращения площади льдов.