Варианты глобального изменения климата и их последствия для жизни и цивилизации

[Olweg]

Более реалистичный вариант - таяние только Гренландии, Западной Антарктиды и лишь отдельных, наиболее уязвимых, ледников Восточной при сохранение большей части ледового щита Восточной Антарктиды. Это даст куда более скромный подъём уровня моря. Метров 20 - 30. Причём также очень медленно (данный процесс займет от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч лет и на масштабе человеческой жизни будет довольно малозаметен).

Хотелось бы верить... Однако таяние ледников последнего оледенения происходило быстрее - уровень моря поднялся на 100 м менее чем за 10 тысяч лет, причём во время так называемого Meltwater Pulse 1a вода прибывала на 40-60 мм в год, что примерно в 15 раз быстрее современного значения, и уровень моря поднялся на 12-14 м всего за 500 лет:
https://nplus1.ru/news/2020/04/20/eurasian-ice-sheet

А CO₂ растёт беспрецедентными по меркам антропогена темпами...

[AlexAV]

Хотелось бы верить... Однако таяние ледников последнего оледенения происходило быстрее - уровень моря поднялся на 100 м менее чем за 10 тысяч лет, причём во время так называемого Meltwater Pulse 1a вода прибывала на 40-60 мм в год, что примерно в 15 раз быстрее современного значения, и уровень моря поднялся на 12-14 м всего за 500 лет:

Тогда ледники лежали сильно южнее. А там где они остались сейчас инсоляция очень мала и в результате их таяние даже при высоких концентрациях парниковых газов получается очень медленным.



(отсюда: https://esd.copernicus.org/articles/11/953/2020/esd-11-953-2020-discussion.html)

Даже в экстремальном варианте с почти 6 триллионами тонн эмиссии и пиковыми концентрациями почти 2000 ppm (что не очень реалистично, так как нет на планете столько горючих полезных ископаемых) там за следующие 4000 лет наберётся в сумме по всем вкладам около 30 метров, т.е. в среднем около 7.5 мм/год, т.е. сильно меньше, чем в конце последнего ледникового периода, и уж тем более  Meltwater Pulse 1a.

   

А CO2 растёт беспрецедентными по меркам антропогена темпами...

Зависимость от концентрации CO2 - только логарифмическая. Т.е. из-за насыщения линий чем больше концентрация СO2 - тем меньше влияние добавочного количества углекислого газа. Плюс при относительно теплом климате обратная связь по альбедо слабее. В результате может быть скорость роста концентрации  углекислого газа сейчас и высокая, но вот скорость потепления уже ничего особенного из себя не представляет, вполне себе соизмерима со скоростью потепления в конце последнего ледникового периода.

[Novosedoff]

Вызванные ими кратковременные похолодание могли бы, интересно, запустить переход к снежку?

В 1601 году Москва-река замерзла 15 августа, и 3 года подряд не было лета, но перехода к "снежку" так и не случилось

[AlexAV]

Вызванные ими кратковременные похолодание могли бы, интересно, запустить переход к снежку?

Влияние краткосрочного внешнего воздействия на климатическую систему, находящуюся вблизи перехода к состоянию Земли-снежка, анализировалось скажем в этой работе: https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5108837

Вывод - да, может. Причем, что интересно, краткосрочное не слишком глубокое воздействие на климатическую систему вблизи такого перехода действует не детерминировано.  Т.е. при одинаковых начальных условиях и одинаковом воздействие оно с какой-то вероятностью может переключить систему в состояние Земли-снежка, а может и не переключить, как повезёт.

Тут одно из двух - либо порог планеты-снежка оценен неверно, либо тогда планете фантастически везло на отсутствие вторичных катаклизмов...

Результаты модельных расчётов, особенно когда речь идёт о точном количественном определение каких-то параметров - это конечно же не истина в последней инстанции и тут всегда существует вероятность какой-то неточности, так что может быть данный порог в публикуемых сейчас моделях завышен.

Но существует и иная возможность. Так как, если в случае каких-то краткосрочных случайных колебаний (вроде крупных извержений вулканов) климатические параметры заходили в неустойчивую область, переход к состоянию земли-снежка всё равно оказывается не детерминированным, а случайным, то мы просто "выиграли в рулетку", т.е. все наши попадания в нестабильную область в тот период не привели к переключению состояний климатической системы. Но в принципе могли и привести. Т.е. будь у нас не одна Земля, а скажем 100 абсолютно идентичных планет с абсолютно одинаковой историй, то мы, скажем, возможно обнаружили бы, что 90 из них заледенели, а нам просто посчастливилось оказаться в той (не обязательно большой) части  этого ансамбля, где такого не произошло. Почему так? А тут просто мог сработать слабый антропный принцип,  т.е. если бы эта рулетка дала бы иной результат, то некому было бы задать этот вопрос.  

[AlexAV]

В 1601 году Москва-река замерзла 15 августа, и 3 года подряд не было лета, но перехода к "снежку" так и не случилось

Судя по опубликованным оценкам порог перехода к состоянию земли-снежка соответствует среднепланетарной температуре около 280 К. Глобальные температуры рубежа 16-го - 17-го столетия всё же существенно выше и тогда о переходе к состоянию Земли-снежка речи всё же не шло.

Вот начало нового ледникового периода (не малого, а настоящего, с ледовым щитом в Скандинавии) - было очень даже вероятно, там параметры прошли буквально по гране того предела за которым предсказывается провал к такому состоянию. Вполне возможно, что от такого крайне неприятного исхода (который гарантированно уничтожил бы как минимум европейскую цивилизацию), мир того не ведая спасли англичане, очень вовремя додумавшиеся сжигать уголь при производстве металла и, чуть позже, для работы изобретенной ими же паровой машины. Этот новый источник CO2 разорвал обратную связь по растворимости углекислого газа в океанической воде и таким образом помог избежать такого неприятного финала.

Но ледниковый период это всё же не Земля-снежок, и о последнем тогда речи не шло. А вот если бы на пике последнего олединения на Землю бы упал крупный астероид, скажем размером с тот, который оставил Попигайский кратер, особенно если бы попал в какое-нибудь нехорошее место, где породы особенно богаты гипсом, тогда, да, вероятно это действительно могло закончиться полным обледенением планеты с тотальным исчезновением всех сложных форм жизни на суше.   

[Fall63]

Но существует и иная возможность. Так как, если в случае каких-то краткосрочных случайных колебаний (вроде крупных извержений вулканов) климатические параметры заходили в неустойчивую область, переход к состоянию земли-снежка всё равно оказывается не детерминированным, а случайным, то мы просто "выиграли в рулетку", т.е. все наши попадания в нестабильную область в тот период не привели к переключению состояний климатической системы. Но в принципе могли и привести.

То есть получается, в позднем Палеозое мы "выиграли в рулетку" трижды? (событие Хангенберга могло случиться, когда звезда ставшая сверхновой проходила ближе к Солнечной системе, а а объемы и интенсивность эмиссии диоксида серы и галогенводородов во время излияния Сибирских траппов могли быть больше)...

[Fall63]

А вот если бы на пике последнего олединения на Землю бы упал крупный астероид, скажем размером с тот, который оставил Попигайский кратер, особенно если бы попал в какое-нибудь нехорошее место, где породы особенно богаты гипсом, тогда, да, вероятно это действительно могло закончиться полным обледенением планеты с тотальным исчезновением всех сложных форм жизни на суше.

Кстати, не раз задумывался о том, что катастрофичность последствий извержения Тобы связано было с тем, что оно наложилось на Вюрмское оледенение (скажем извержение Fish Canyon в Колорадо было значительно мощнее, для него даже оценки объема выбросов весьма приблизительны). Но подавляющее большинство суперизвержений (не трапповых) с какими-либо вымираниями не связаны...

[Митрич]

На таком отрезке наверняка были и значительные вулканические (и возможно даже супервулканические) извержения. Вызванные ими кратковременные похолодание могли бы, интересно, запустить переход к снежку?
Тут одно из двух - либо порог планеты-снежка оценен неверно, либо тогда планете фантастически везло на отсутствие вторичных катаклизмов...

Гипотеза "земля-снежок" - всего лишь гипотеза, причём весьма спорная. Не следует принимать её, как факт.
Непонятны, например, источники питания материковых ледников в тропиках при замёрзших океанах. При тамошней инсоляции и отсутствии мощных осадков(а откуда они возьмутся - моря-то подо льдами) весь наземный лёд(даже если он там возникнет каким-либо загадочным образом) быстро испарится даже при глубоко минусовых температурах. Кто бывал в Якутии весной - знает, как там бурно тает снег под апрельским солнцем даже при -15 и ниже. А тут тропики и солнце в зените...

[idn]

Непонятны, например, источники питания материковых ледников в тропиках при замёрзших океанах. При тамошней инсоляции и отсутствии мощных осадков(а откуда они возьмутся - моря-то подо льдами) весь наземный лёд(даже если он там возникнет каким-либо загадочным образом) быстро испарится даже при глубоко минусовых температурах. Кто бывал в Якутии весной - знает, как там бурно тает снег под апрельским солнцем даже при -15 и ниже. А тут тропики и солнце в зените...

Не ради спора, но исключительно в порядке мысленного эксперимента: если лёд будет бурно таять и испаряться на большой площади, то это как раз и станет источником осадков, разве нет?

[Митрич]

Не ради спора, но исключительно в порядке мысленного эксперимента: если лёд будет бурно таять и испаряться на большой площади, то это как раз и станет источником осадков, разве нет?

Это было бы так, если бы не существовало атмосферной циркуляции. В тропиках, к примеру, работает весьма устойчивый механизм атмосферной циркуляции "ячейка Хадли". При этом бОльшая часть испаряемой на 20-30 широтах влаги переносится к экватору.
Для развития и роста ледника необходимо незамёрзшее море, откуда господствующими ветрами будут переноситься влажные ВМ и питать ледник.  Если такого моря\океана поблизости нет - ледника не возникнет даже в очень холодном климате. Пример - та же континентальная Якутия, где, несмотря на сильные зимние холода, и в ледниковую эру сплошного оледенения не было и летом бурно развивалась растительность(в отличии от околоатлантической Европы. похороненной под километровым льдом). 

[Lieut]

Пример - та же континентальная Якутия, где, несмотря на сильные зимние холода, и в ледниковую эру сплошного оледенения не было и летом бурно развивалась растительность(в отличии от околоатлантической Европы. похороненной под километровым льдом).

Что вы скажете про пример континентальной Антарктиды, на которую ни одно незамерзшое море не дует?

Практически все ветра - от Антарктиды.

[idn]

Это было бы так, если бы не существовало атмосферной циркуляции. В тропиках, к примеру, работает весьма устойчивый механизм атмосферной циркуляции "ячейка Хадли". При этом бОльшая часть испаряемой на 20-30 широтах влаги переносится к экватору.

Логично, но надо ещё учесть, что ширина ячеек непостоянна и зависит от глобальных температур. Чем холоднее в тропиках, чем меньше тепла переносится водяным паром, тем меньше ширина экваториальной ячейки Хэдли. Было бы любопытно узнать, до какой степени она может сократиться по мере падения глобальных температур.

[Митрич]

Что вы скажете про пример континентальной Антарктиды, на которую ни одно незамерзшое море не дует?

Кто вам такое сказал? Антарктида окружена незамёрзшим океаном, где, по причине постоянного притока приземного ледяного воздуха с антарктического купола, просто кипит циклоническая активность, и тёплые фронты тамошних циклонов зачастую достают и до самых внутренних континентальных районов. Так что свои 50 мм в год и они получают, не говоря о приокеанических, где сумма осадков (практически всё в виде снега) доходит до полуметра и выше.

[Митрич]

Логично, но надо ещё учесть, что ширина ячеек непостоянна и зависит от глобальных температур. Чем холоднее в тропиках, чем меньше тепла переносится водяным паром, тем меньше ширина экваториальной ячейки Хэдли. Было бы любопытно узнать, до какой степени она может сократиться по мере падения глобальных температур.

Интересно, способны-ли в принципе ледники при своём развитии с севера и с юга преодолеть засушливую область субтропического максимума в районе 30-х широт и прорваться во влажные тропики. Мне представляется, что не способны ни при каком раскладе(именно по причине отсутствия питания при сильнейшей инсоляции) - а потому "земли снежка", скорее всего, никогда в истории не было и не будет.

[Проходящий Кот]

А если все материки на полюсах?

[Скеп-тик]

А если все материки на полюсах?

Тогда океан весь +20-27°С. Экватор-то чист, и в мире просто нет холодных течений.
Да, материки на полюсах - мощные холодильники. Но когда тебя из конца в конец продувает тёплый воздух (ныне атлантические циклоны иногда достигают Чукотки), заморозков не дождёшься.
Нынешнее ледниковье - потому как нет экваториального аккумулятора тепла, а аккумулятор холода есть, и загоняет ледяную воду вплоть до экватора.

[crazy_terraformer]

Вот и работа на 1 и более млн.лет — создание широких проливов в экваториальной Африке и Центральной Америке.... Будем из местных пород изготавливать стройматериалы, кремнезём, кварцевый песок, глинозём, извлекать металлы.... Заместо убранной суши отсыпем новые территории на шельфе.

[Инопланетянин]

Да, материки на полюсах - мощные холодильники.

Мне кажется, что Антарктида может быть мощным холодильником именно из-за береговой линии на полюсе. Но если материки и правда на полюсах, а берег уже где-то в умеренных широтах? Они же тогда вообще холодильниками не будут.

[alzas]

Была бы орбита Земли всего на 5 млн. километров ближе к Солнцу. то и ледников бы не было.
При настоящем расположении материков и солнечной светимости трудно избавиться от полярных и горных ледников в ближайшем будущем.
.

[Скеп-тик]

Дык, сначала ледники были. Потом полмиллиарда лет не было.Потом был (кембрий). Потом опят полмиллиарда лет не было.  И вот, теперь сплошное ледниковье: 65-60 млн л. н. начала замерзать Антарктида, при тропическом Северном полюсе, а 5 млн л. н. вдруг заработал какой-то блокинг-генератор - 40-100-200 тыс лет Европа подо льдом, 5-15 тыс - межледниковье (на самом деле - мягкое ледниковье). Изолированный континент на полюсе - мог заморозить планету и на 5% ближе к Солнцу.