В 2024 году в Nature Communications вышла работа, в которой исследователи восстановили связь между концентрацией углекислого газа и температурой планеты за последние 15 миллионов лет. Числа в заголовках публикаций — 7,2 и 13,9 °C — немедленно вызвали тревогу в СМИ. Однако эти цифры описывают не то, что произойдёт к 2100 году при удвоении CO₂, и понимание различий здесь критически важно.
Что такое чувствительность климата к CO₂ и почему существуют разные определения
Чувствительность климата к CO₂ — это потепление, ожидаемое при удвоении концентрации углекислого газа относительно доиндустриального уровня. Проблема в том, что это понятие не одно, а несколько — в зависимости от того, какие процессы включены в расчёт и на какой временной шкале.
Равновесная чувствительность климата (ECS), которую IPCC использует в своих оценках, учитывает так называемые «быстрые» обратные связи: таяние морского льда, изменения водяного пара, облаков и температурного распределения в атмосфере. Именно из этого определения IPCC AR6 получает вероятный диапазон 2,5–4,0 °C при удвоении CO₂, с наиболее вероятным значением около 3 °C.
Чувствительность климатической системы Земли (ESS) — значительно более широкое понятие. Она включает дополнительно «медленные» обратные связи: изменения ледниковых щитов (не морского льда), вечной мерзлоты, растительности, углеродного цикла. Эти процессы разворачиваются на шкале тысяч и десятков тысяч лет. ESS по определению выше ECS.
Что измерили авторы исследования 2024 года
Авторы построили непрерывную реконструкцию атмосферного pCO₂ примерно за последние 15 миллионов лет по осадкам одного участка у побережья Калифорнии. Для этого использовали изотопный состав углерода в стеранах и фитане — продуктах преобразования органических молекул древнего фитопланктона. Метод связывает изотопное фракционирование при фотосинтезе с концентрацией растворённого CO₂, а затем — при ряде допущений — с атмосферным pCO₂. Полученный ряд сопоставили с опубликованными реконструкциями глобальной температуры.
Авторы рассчитали два разных показателя на градус потепления при удвоении pCO₂. Средняя оценка равновесной чувствительности климата (ECS) в их анализе составила 7,2 °C, а чувствительности всей земной системы (ESS), включающей медленные изменения ледниковых щитов и других компонентов, — 13,9 °C. Это не «средняя и верхняя граница» одного интервала, а результаты двух расчётов с разным набором обратных связей. При этом авторская палеоклиматическая ECS зависит от выбранной реконструкции, допущений и геологического контекста, поэтому её нельзя механически приравнивать к оценке ECS в AR6.
Почему 7–14 °C нельзя превращать в прогноз на 2100 год
Между этими палеоклиматическими оценками и прогнозом потепления к 2100 году есть несколько принципиальных различий.
Временной масштаб. Медленные обратные связи, включённые в ESS, разворачиваются на протяжении столетий и тысячелетий. Поэтому 13,9 °C тем более нельзя читать как прогноз на конец XXI века. Даже рассчитанные авторами 7,2 °C для ECS — это характеристика статистической связи в палеоряде, а не сценарный прогноз температуры на конкретную дату.
Палеогеография и другие факторы. Пятнадцать миллионов лет назад конфигурация континентов, океанических течений и горных систем была иной. Другими были и уровни метана и закиси азота. Прямой перенос палеоклиматической чувствительности в условия XXI века требует существенных поправок, которые сами по себе несут значительную неопределённость.
Неопределённость прокси-методов. Биомаркерный метод восстановления pCO₂ относительно нов и имеет существенные погрешности. Авторы подробно описывают допущения метода в своей работе.
Диапазон AR6. IPCC в Шестом оценочном докладе оценивает вероятный диапазон ECS в 2,5–4,0 °C, с наилучшей оценкой около 3 °C. Этот вывод основан не на одном палеоряде, а на совокупности наблюдений, моделей, физического понимания обратных связей и данных о прошлом климате.
Зачем нужны такие исследования
Палеоклиматические реконструкции важны именно потому, что позволяют тестировать климатические модели на независимых данных. Если модели не воспроизводят климат прошлого при известных (хотя и неточно) концентрациях CO₂, это повод проверить их структуру.
Высокое значение ESS, если оно подтвердится в последующих работах, указывает на то, что климатическая система при длительном воздействии повышенного CO₂ реагирует более чувствительно, чем дают быстрые обратные связи. Это актуально для долгосрочного планирования — на шкале нескольких столетий и тысячелетий — и для понимания того, какие уровни CO₂ были совместимы с тёплыми периодами в истории Земли.
Для прогноза к 2100 году первостепенное значение имеют традиционные климатические модели с оценками ECS, опирающимися на инструментальные измерения, спутниковые данные и данные за последние столетия. Именно их использует IPCC в своих сценарных расчётах.
Что остаётся открытым
Значительная неопределённость в оценке ESS существовала задолго до этой работы и сохраняется после неё. Разные методы дают разные результаты, и согласование между ними — активная область исследований. Авторы работы 2024 года сами указывают на ограничения своего подхода и не претендуют на окончательный ответ.
Климатическая наука — развивающаяся область. Одно исследование, даже в авторитетном журнале, не меняет консенсусного прогноза. Но оно может — и должно — стать поводом для дальнейшего уточнения моделей и методов.
Как разные определения влияют на коммуникацию науки
Путаница между ECS, ESS и конкретными прогнозами потепления — один из наиболее частых источников искажений при освещении климатической науки. Журналистский материал, который ставит знак равенства между палеоклиматической оценкой ESS и прогнозом к 2100 году, вводит читателя в заблуждение вне зависимости от того, завышает ли он или занижает масштаб реальной проблемы.
Корректная коммуникация науки в этой области требует явного указания на то, какое именно определение используется, на какой временной шкале и при каких допущениях. Исследование 2024 года — ценный вклад в палеоклиматологию, но его выводы должны читаться в контексте всей совокупности методов и определений, а не в изоляции.
Научная дискуссия о чувствительности климата продолжается, и каждая новая реконструкция добавляет к ней дополнительный угол зрения. Важно, что даже при неопределённости в значениях ESS это не отменяет консенсуса: антропогенное потепление реально, происходит быстро, и его ограничение требует снижения выбросов. Палеоклиматические данные скорее усиливают долгосрочную озабоченность, чем противоречат ей.
Читайте также: Почему оценки чувствительности климата остаются неопределёнными