Варианты глобального изменения климата и их последствия для жизни и цивилизации

[AlexAV]

А если взять всю историю метеонаблюдений там?

С достаточной подробностью нашёл только с 70-х. А вообще, действительно, было бы интересно добавить данные как минимум за 20-е, 30-е и 40-е 20-го века. Судя по некоторым косвенным вещам они тут могут на выводы повлиять достаточно существенно.

[Fall63]

Для тропических широт мезозоя характерно очень своеобразное сочетание влаголюбивых и ксерофитных форм, причём растущих практически в одном месте. Т.е. тут действительно впечатление, что условия увлажнения на водоразделах и в низинах очень сильно отличались. На водоразделах весьма засушливые, однако, при этом одновременно в низинах существовали обширные болотные и озерные системы.

Есть в мире регион с отдаленно схожим режимом увлажнения - песчаные холмы Небраски. Осадков там довольно много выпадает, особенно в восточной части, но за счет влагопроницаемых песчаных почв основной тип растительности там - сухая степь. При этом значительное количество грунтовых вод и стабильное их пополнение, поэтому есть озера с соответствующей растительностью



Но не нужно забывать, что большая часть этого региона выглядит так:



Для биоты может быть и будет хорошо (повышенное разнообразие благодаря соседству биомов), но вот для земледельческой цивилизации - сомневаюсь (ибо недостаток площадей для земледелия, плюс конкуренция "топливо vs еда vs биоразнообразие пойм") ...

[AlexAV]

Есть в мире регион с отдаленно схожим режимом увлажнения - песчаные холмы Небраски.

Спасибо, интересно. Нужно посмотреть.

[Fall63]

Есть в мире регион с отдаленно схожим режимом увлажнения - песчаные холмы Небраски.

Спасибо, интересно. Нужно посмотреть.

Забыл добавить - для тамошнего климата как раз характерны короткие мощные ливни (климат близок к Dwa по Кеппену - чем теплее тем больше осадков - а летом фронтальные системы выражены слабее, соответственно конвективные системы - основной поставщик осадков).

[Fall63]

И не нужно забывать про распределение биомов во время туронского максимума - по реконструкциям там в низких широтах лесов крайне мало, а по большей части все в высоких широтах.

[Юрий Б.]

Есть в мире регион с отдаленно схожим режимом увлажнения - песчаные холмы Небраски. Осадков там довольно много выпадает, особенно в восточной части, но за счет влагопроницаемых песчаных почв основной тип растительности там - сухая степь. При этом значительное количество грунтовых вод и стабильное их пополнение, поэтому есть озера с соответствующей растительностью

Надо думать, что и в мезозое ключевым фактором было отсутствие нормальных почв из-за отсутствия цветковых растений.

[crazy_terraformer]

И не нужно забывать про распределение биомов во время туронского максимума - по реконструкциям там в низких широтах лесов крайне мало, а по большей части все в высоких широтах.

Таки суши в низких широтах тогда было мало...

[Nomadesk]

Тем временем... июнь 2020 стал... Самым жарким на Земле!!!, лишь незначительно(менее, чем на 0,01 градуса Цельсия) обойдя июнь 2019
Особенно жарко было в районах сибирской Арктики, жара под 40 на полюсе холода, и сверхраннее таяние снега Кстати, в этом месяце мы не досчитались снежного покрова на Северном полушарии аж на 3,5 миллионов км², один из самых "высоких" показателей!

[AlexAV]

для земледельческой цивилизации - сомневаюсь

Водоразделы при климате мезозойского должны быть достаточно комфортным местом для всякой ксерофитной флоры средиземноморья, Северной Африки и северной Мексики. Благо мезозойский климат, в отличие от климата песчаных холмов Небраски, подразумевает очень мягкие, субтропические, зимы даже в приполярных широтах (в Небраске зимы довольно холодные и вся эта ксерофитная субтропическая растительность там не выживает, собственно поэтому, видимо, на упомянутых холмах степь, а не кустарник).

А среди растений сухого субтропика довольно много достаточно ценных сельскохозяйственных. Большинство из них имеет очень мощную корневую систему, способную добираться до грунтовых вод и специфические механизмы накопления воды. В условиях сухих водораздел, но при наличие регулярных осадков и достаточного количества грунтовых вод в тёплом климате себя прекрасно будет чувствовать финиковая пальма,  олива европейская, фисташка, цератония, виноград, опунция инжирная, возможно, инжир, шелковица, абрикос, гранат. Из технических - агава фуркроидная, сансевиерия (оба растения - источники волокна), возможно, клещевина. Среди таких растений есть и весьма продуктивные, которые вполне могут претендовать на роль базовой культуры. Скажем по сбору пищевых калорий с гектара финиковая пальма, олива и фисташка не уступают пшенице. Технология этих культур плохо механизируется и требуют много ручного труда, но если смотреть только на продуктивность с гектара - то выглядят они весьма достойно (а если учитывать, что мезозойский климат - обязательно требует очень высоких уровней СO2, а большинство перечисленных - С3 растения, то тут можно ещё ожидать хорошего бонуса к урожайности этих культур в рассматриваемых условиях, и сейчас отнюдь не низкой (причём для растений образующих древесину этот бонус от высоких концентраций СO2 особенно чувствителен)).

Т.е. очертания какой-то вменяемой системы сельского хозяйства тут вполне видны. Рис в низинах и олива с финиковой пальмой (и прочей ксерофитной субтропической флорой введённой в культуру) на водоразделах. Система получается довольно сильно отличающаяся от нашей современной (прежде всего большой долей многолетних насаждений и существенно меньшим значением полевых культур), но вполне жизнеспособная. Скорее всего более трудозатратная, но зато куда более устойчивая в части замкнутости агроценозов по биогенам, в сравнение с современной. По валовой же продуктивности такое сельское хозяйство скорее всего будет не хуже современного. 

В ландшафтах с высокой естественной биопродуктивностью (а мезозойские ландшафты хотя и своеобразны, но были весьма продуктивны) найти правильные подходы к ведению сельского хозяйства можно всегда. Это дело куда более продуктивное, чем пытаться что-то вырастить в тундре современного Таймыра или приледниковой степи вюрма.

[Fall63]

и вся эта ксерофитная субтропическая растительность там не выживает, собственно поэтому, видимо, на упомянутых холмах степь, а не кустарник

А среди растений сухого субтропика довольно много достаточно ценных сельскохозяйственных.
финиковая пальма,  олива европейская, фисташка, цератония, виноград, опунция инжирная, возможно, инжир, шелковица, абрикос, гранат. Из технических - агава фуркроидная, сансевиерия

Тут не все так тривиально... Не только морозы негативно влияют на субтропических ксерофитов - пожары тоже. В умеренных климатах многие из них растут медленнее и не успевают вырасти, прежде чем сгорят

https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2745.2011.01921.x

Раз они даже в субтропических климатах растут не очень, то собственно адаптация к холодам им и вообще незачем была. Если провести селекцию на морозостойкость и применять специальную агротехнику (по границам садов создавать полосы свободные от горючих материалов), то кто знает - может и в Небраскинском климате что-то сможет расти. Имхо как минимум можжевельники и облепиха смогли бы точно даже без всяких заморочек (они и сейчас в таких климатах растут) - скорее всего они туда просто не добрались.

[evil gryphon]

Те температуры явно рассчитаны для равновесной модели.

Если произойдёт одномоментное большое попадание метана в атмосферу, то значительно потеплеет, но апокалипсиса не будет потому что океан примет на себя львиную долю тепла.

https://www.researchgate.net/figure/Temporal-evolution-of-gST-The-circles-denote-the-four-states-from-which-new-simulations_fig5_293798465 - картинка оттуда - есть шкала времени и время перехода в режим moist greenhouse там около сотни лет для моделированной концентрации CO2 1520ppm и около 20 лет для солнечной светимости на 10% большей чем сейчас.

Есть предположения что в океане при серъёзном повышении температуры прекратится циркуляция (почти) и будет очень горячий поверхностный слой а под ним холодный океан и перемешиваться оно будет медленно и на температуру поверхности влияния не окажет. (примечание - модель не учитывает полярных шапок. поэтому на Южном полюсе и в Гренландии очень долгое время сохранятся регионы пригодные для жизни).

На современных детальных моделях возможно никто изменения температур для различных концентраций метана/CO2 не расчитывал, (а может и считал и это засекретили) я могу предположить что времена перехода в moist greenhouse после начала массивного выброса метана будут в интервале от 20 до 100 лет. Далее примерно три варианта: (часть логики по определению момента начала массивных выбросов метана поскипана но предположительно это начнётся во время 2026(ранняя дата)-2030-2031-2040(поздняя дата))

- средне-плохой вариант. состояние moist greenhouse ближе к 2100 году и до тех пор пока атмосфера не очистится. Человеческие существа пытаются спастись в Гренландии и Антарктиде (в тех регионах очень малая продуктивность и теоретически, спастись смогут очень немногие - может 10 тысяч человек, может 100 тыс, может с ними будет то же что с гренландской колонией викингов).

- хороше-плохой вариант. До состояния moist greenhouse не дойдёт вовсе потому что метан распадётся быстрее или его выбросы будут не такими большими или по другим причинам. В этом случае, человечество, скорее всего выживет, но не все (большая часть погибнет от голода, войн и эпидемий, близкие к экватору страны пострадают много больше).

- плохой плохой вариант. Шарик станет условно непригодным для жизни к плюсминус 2060 годам и на долгое время. Маск со своей марсианской колонией, скорее всего, успевает (он планирует создать автономную колонию на Марсе к 2050 году) и если каким-то чудом его колония не погибнет на Марсе, у марсиан появится шанс ре-колонизировать Землю через несколько тысяч или десятков тысяч лет.

(добавлено - есть ещё и (очень маловероятный) супер-плохой вариант - шарик переходит в runaway greenhouse и это уже навсегда, надежда опять на Маска и марсиан).

Добавлено - хорошие варианты ИМО все должны быть связаны с техническими решениями (если они будут) типа насыщения верхней атмосферы аэрозолями. В любом случае скучно не будет.

[Проходящий Кот]

Откуда такая чушь рождается?
Рост температуры воды --- рост испарения и облаков.
Небо затянется, как на Саракше.
И дожди по всей планете.

[AlexAV]

https://www.researchgate.net/figure/Temporal-evolution-of-gST-The-circles-denote-the-four-states-from-which-new-simulations_fig5_293798465 - картинка оттуда - есть шкала времени и время перехода в режим moist greenhouse там около сотни лет для моделированной концентрации CO2 1520ppm и около 20 лет для солнечной светимости на 10% большей чем сейчас.

Данная работа выполнена на модели без материков и в силу этого переносить её результаты на Землю, где материки, очевидно, есть, нужно с большой осторожность (материки на пороги тут влияют очень сильно). Напрямую их можно было бы использовать для какой-то океаниды, однако океанид в Солнечной систем нет, поэтому даже как эти результаты проверить - не понятно. Может быть со временем успехи в изучение экзопланет позволят, а пока даже не понятно к чему это всё применить.

Очевидно, что напрямую эти результаты к планете Земля не относятся вообще никак. Это доказывается очень просто. Концентрация СO2 в мезозое была заведомо выше 1520ppm, достигая временами 4500 ppm (https://www.researchgate.net/publication/270162836_A_30_Myr_record_of_Late_Triassic_atmospheric_pCO2_variation_reflects_a_fundamental_control_of_the_carbon_cycle_by_changes_in_continental_weathering). Причём ничем апокалиптического тогда не произошло (некоторая смена биот в карние была, но в общем ничего особенного, довольно рядовое событие). С этим экстремальным значением кстати связан карнийский плювальный эпизод, т.е. событие резкого увлажнения климата и роста эрозии на суше (это так, к вопросу влияния экстремально парникового климата на осадки на суше). Соответственно, буквальный перенос результатов этой работы на Землю - некорректен.

Тут есть два варианта:

1) Из-за фактора наличия материков или из-за ошибок модели режим moist greenhouse для Земли или вообще не существует (в настоящую геологическую эпоху) или порог перехода к нему очень велик и лежит глубоко за границей 4500 ppm (при таких значениях, которые в фанерозое заведомо никогда не достигались).

2) Переход рассчитан правильно, но тёплый режим для Земли характеризуется температурами существенно более низкими, чем рассчитано в модели, и они не превышают +20 - +28 градусов. В этом случае данный рассчитанный там переход соответствует переходам криоэра-термоэра. Т.е. от климата типа климата неогена к климату типа климата мезозоя (предположение, что это два существенно различных режима атмосферной циркуляции переход между которыми не плавный, а пороговый в литературе высказывались).

Других вариантов тут просто нет.

Если верно первое - то всё это просто не важно. Обсуждать артефакт модели или то, что может произойти только при абсолютно нереалистичных параметрах - неинтересно. Если верно второе - то данный переход будет всего лишь значить переход к климату типа мезозойского (для него, кстати, действительно характерны очень малые широтные температурные градиенты, вплоть до почти нулевых в отдельные периоды). Однако, климат мезозойского типа очевидно совместим и с высокопродуктивной биосферой (это очевидный факт, она в мезозое попросту была по факту) и, в общем, вполне комфортен для человека и цивилизации. В этом случае такой переход не является чем-то, что можно считать существенной опасностью.

 

- средне-плохой вариант. состояние moist greenhouse ближе к 2100 году и до тех пор пока атмосфера не очистится. Человеческие существа пытаются спастись в Гренландии и Антарктиде (в тех регионах очень малая продуктивность и теоретически, спастись смогут очень немногие - может 10 тысяч человек, может 100 тыс, может с ними будет то же что с гренландской колонией викингов).

- хороше-плохой вариант. До состояния moist greenhouse не дойдёт вовсе потому что метан распадётся быстрее или его выбросы будут не такими большими или по другим причинам. В этом случае, человечество, скорее всего выживет, но не все (большая часть погибнет от голода, войн и эпидемий, близкие к экватору страны пострадают много больше).

- плохой плохой вариант. Шарик станет условно непригодным для жизни к 2060 плюсминус годам и на долгое время. Маск со своей марсианской колонией, скорее всего, успевает (он планирует создать автономную колонию на Марсе к 2050 году) и если каким-то чудом его колония не погибнет на Марсе, у марсиан появится шанс ре-колонизировать Землю через несколько тысяч или десятков тысяч лет.

И тут хочется прокричать. Санитаров! Срочно! И галоперидол не забудьте!

Т.е. очевидно, что все три сценария - заведомый бред. Такие вещи как переход к moist greenhouse (настоящему) контролируется прежде всего температурой океана. Ниже определённого порога температуры океанической воды ничего подобного произойти не может. Теперь посмотрим на палеоклиматические данные и определим какие температуры заведомо безопасны (ну просто по той причине, что они были по факту и ничего интересного не произошло). Для этого посмотрим на мел. Температура арктического океана (в арктическом регионе изменения температур наиболее контрастны и в силу этого его удобно использовать как хороший индикатор)  в мелу менялась следующим образом:



В общем, пока среднегодовая температура Северного Ледовитого океана ниже +25 градусов оснований для существенного беспокойства в плане рисков всяких moist greenhouse нет и не может быть попросту заведомо. Ну а температура в районе +14 - +20 там - просто нормальный уровень, заведомо не связанный ни с какими катаклизмами  в биосфере  в принципе, т.е. совсем никакими. Соответственно, пока мы эту планку не перейдём основания для беспокойства попросту отсутствуют. В общем пока Карское море холоднее сегодняшнего Красного моря  - всё нормально. Вот станет среднегодовая температура арктических морей хотя бы +20 градусов - будет что обсуждать. На если всё же действительно достигнет значения +25 - даже можно немного побеспокоиться (хотя и это значение всё ещё заведомо безопасно). Вот только, есть серьёзные подозрения, что ни в 21-м, ни 22-м веке, как и вообще в обозримой исторической перспективе этого не будет. А пока... по сравнению с климатом начала позднего мела всё текущее потепление выглядит совершенно несерьёзно.
 

[clathrate gun]

В общем пока Карское море холоднее сегодняшнего Красного моря  - всё нормально. Вот станет среднегодовая температура арктических морей хотя бы +20 градусов - будет что обсуждать.

Ну вот сейчас вода в Карском море 11,6 градуса. Выше нормы всего лишь на 10,7 градуса. Есть подозрения, что арктические моря в силу своей малой глубины могут прогреться до высоких температур очень быстро.

https://earth.nullschool.net/ru/#current/ocean/primary/waves/overlay=sea_surface_temp/orthographic=-244.03,75.18,3000/loc=79.101,75.028

[clathrate gun]

Мой прогноз такой.

Состояния moist greengouse не будет и все страны мира не будут воевать за Землю Франца-Иосифа за право выращивать там пшеницу чтобы не сдохнуть от голода. Но потепление всё же будет таким, что его с гигантским пригигантским запасом хватит для следующей мировой войны.

[Скеп-тик]

то кто знает - может и в Небраскинском климате что-то сможет расти.

Напустите туда верблюдов и куланов, способных питаться грубой травой, они наделают проплешин, где прорастёт более нежная трава, для жвачных. Живность быстро приведён биоценоз в порядок, и через полсотни лет Небраска превратиться в лесостепь. Сама.

[Скеп-тик]

Есть предположения что в океане при серъёзном повышении температуры прекратится циркуляция (почти) и будет очень горячий поверхностный слой а под ним холодный океан и перемешиваться оно будет медленно и на температуру поверхности влияния не окажет.

У вас неверное представление. Океан подогревается не только сверху (но в тропиках, на полюсах - охлаждается), но и снизу, земным теплом.
Холодными океанами мы обязаны проливу Дрейка с мощным апвеллингом, вследствие чего меж Африкой и Антарктидой поверхностная ледяная вода заныривает вглубь. От 500 млн л.н до 65 млн л. н. океан был тёплым, +20°С, до самого дна, и бескислородным, за исключением верхнего слоя в 500 метров. Холодных течений не было в принципе!
С Циркумантарктическим течением мы ничего поделать не можем. Пока Южная Америка не уберёт свой "хвост" севернее 30-й параллели, климат Земли будет оставаться в ледниковье.

[crazy_terraformer]

Но потепление всё же будет таким, что его с гигантским пригигантским запасом хватит для следующей мировой войны.

Нет, не будет и не хватит. Мировая война, если и будет, то за остатки полезных ископаемых, гидроэнергоресурсы и плодородные земли. И по иррациональным причинам.

[LonelyWanderer]

В общем пока Карское море холоднее сегодняшнего Красного моря  - всё нормально. Вот станет среднегодовая температура арктических морей хотя бы +20 градусов - будет что обсуждать.

Ну вот сейчас вода в Карском море 11,6 градуса. Выше нормы всего лишь на 10,7 градуса. Есть подозрения, что арктические моря в силу своей малой глубины могут прогреться до высоких температур очень быстро.

Да, это мощный вброс тёплой воды в СЛО. Или вода нагревается ещё местными воздушными массами? В любом случае мы видим резкое падение графика площади льдов в СЛО ниже даже рекордных значений, и ближайшие дни тенденция продолжится, пока эта тёплая масса не рассосётся.
Совпадение или нет, но в Антарктике тоже наблюдается последние дни снижение площади относительно среднестатистической на эту дату, и если тенденция продолжится, может выйти и на рекордные значения.

[clathrate gun]

Да, это мощный вброс тёплой воды в СЛО. Или вода нагревается ещё местными воздушными массами?

Там серьёзный перегрев воздушных масс. Он провоцирует таяние, а открытая вода активно прогревается Солнцем. Получается суммарный эффект. На Новой Земле, наверное, абсолютные рекорды по температуре. Там есть метеостанции?

В недалёком будущем когда арктические моря начнут освобождаться ото льда ещё на месяц раньше, то мы и не такую температуру воды там увидим.







По накопленному альбедо эффекту в арктическом регионе 2012-ый год уже позади 2020-го.