Почему сегодняшний выбор выбросов решит судьбу прибрежных городов

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Geoscience, вероятность того, что самый амбициозный сценарий сокращения выбросов приведёт к меньшей потере льда Антарктидой к 2100 году, чем сценарий с очень высокими выбросами, составляет не менее 89%. Это означает, что решения, которые человечество принимает сегодня, способны напрямую повлиять на то, сколько воды добавят ледники континента в Мировой океан. И хотя Антарктида почти наверняка будет терять лёд в любом случае, масштаб потерь остаётся предметом выбора. Для прибрежных городов это не абстрактная дискуссия, а вопрос планирования на десятилетия вперёд.

Как тепло разрушает ледяные тормоза Антарктиды

Антарктический ледяной щит — крупнейшее хранилище пресной воды на планете. Он лежит на суше, и когда лёд сползает в океан, уровень моря поднимается. По краям континента плавучие шельфовые ледники действуют как тормоза, сдерживая поток наземных ледников.

Тёплая океанская вода подтачивает эти шельфы снизу, делая их тоньше и слабее. Когда они разрушаются, ледники начинают двигаться быстрее. Дополнительную роль играет то, насколько легко лёд скользит по подстилающей породе. При определённом сочетании условий эти процессы усиливают друг друга, запуская цепную реакцию ускоренного сброса льда в океан. Даже небольшое ускорение движения ледников способно со временем добавить к уровню моря миллиметры и сантиметры.

«Каждая тонна парниковых газов, которую мы добавляем, ухудшает ситуацию, и эффект сохраняется сотни лет», — говорит Ючэн Линь, соавтор исследования из Городского университета Гонконга. Даже при самом амбициозном сценарии, предполагающем выход на нетто-нулевые выбросы CO2 к 2050 году, исследователи оценивают вероятность того, что Антарктида будет терять лёд до конца столетия, как минимум в 92%. Иными словами, полностью остановить потерю льда уже не получится, но можно ограничить её размах.

Сценарий высоких потерь до 25 сантиметров

Команда учёных рассмотрела комбинации допущений, дающие наибольшие прогнозируемые потери, но при этом согласующиеся со спутниковыми наблюдениями. При очень высоких выбросах такой анализ дал среднюю оценку вклада Антарктиды в повышение уровня моря к 2100 году около 15 сантиметров, а верхнюю — около 25 сантиметров.

Важно понимать: 25 сантиметров — не абсолютный потолок. Это лишь вклад одного континента, без учёта таяния Гренландии, горных ледников и теплового расширения океана. Кроме того, дополнительные снегопады в более тёплом климате вряд ли компенсируют потери льда. Исследователи подчёркивают, что реакция Антарктиды на изменение климата разворачивается медленно, поэтому последствия сегодняшних выбросов будут ощущаться ещё долго после того, как парниковые газы попадут в атмосферу.

Прибрежные муниципалитеты уже сейчас закладывают в проекты защиты от наводнений расчётные уровни подъёма воды. Если реальный вклад Антарктиды окажется ближе к верхней границе, это потребует пересмотра строительных норм для набережных, дорог и жилых кварталов, рассчитанных на десятилетия вперёд. Речь идёт не только о крупных мегаполисах, но и о небольших городах на побережьях.

Машинное обучение сузило диапазон прогнозов

Моделирование Антарктиды всегда было сложной задачей. Компьютерные модели должны связать глобальное потепление с изменениями океана и атмосферы, а затем рассчитать реакцию льда. Разные допущения на каждом этапе дают сильно различающиеся результаты. Чтобы проверить все возможные комбинации, потребовались бы огромные вычислительные мощности.

Чтобы обойти ограничения, команда использовала машинное обучение — подраздел искусственного интеллекта. Алгоритм проанализировал существующий набор симуляций ледяного щита и научился быстро оценивать результаты для новых комбинаций допущений. Это позволило исследовать варианты, которые раньше были бы слишком дорогими для детального тестирования.

Полученные прогнозы сверили со спутниковыми измерениями потери льда за 2002–2021 годы. Комбинации, лучше совпадающие с наблюдениями, получили больший вес. В результате диапазон возможных сценариев сузился, а уверенность в том, что Антарктида будет терять лёд в целом, выросла. Такой подход не заменяет традиционные модели, но делает их результаты более практичными для планирования.

Главные неопределённости ещё впереди

Анализ также указал, где дополнительные исследования могут дать наибольший эффект. Три ключевых источника неопределённости:

• таяние шельфовых ледников под воздействием тёплой воды;
• скольжение льда по подстилающей породе;
• нагрев океана и атмосферы вокруг континента.

«Мы не можем позволить себе изучать каждую деталь модели ледяного щита, поэтому нужно знать, какие детали важны», — говорит Линь. Лучшие измерения этих процессов помогут уточнить прогнозы и дадут сообществам более надёжную основу для решений о прибрежном строительстве и защите.

В то же время анализ не может учесть процессы, отсутствующие в исходных симуляциях, включая некоторые взаимодействия между льдом, океаном и атмосферой, а также изменения потоков воды под ледяным щитом. Это оставляет возможность результатов за пределами текущих проекций. Роберт Копп, климатолог из Ратгерского университета и соавтор работы, напоминает: «Прибрежные сообщества должны готовиться к повышению уровня моря, и объём этого повышения зависит от решений, которые мы принимаем сегодня».

Вопрос не в том, изменится ли Антарктида, а в том, насколько быстро и насколько сильно. Смогут ли прибрежные города адаптироваться к новым данным? Пока учёные уточняют прогнозы, проектировщикам приходится закладывать в планы развития самые разные сценарии — от умеренных до экстремальных. И каждый год промедления с сокращением выбросов делает выбор в пользу нижней границы менее вероятным.