Диалоги с читателем 4: Вновь об углероде, температуре и биоте

«Смил в новой книге «Harvesting the Biosphere» приводит множество данных про уничтожению естественного лесного покрова планеты. Если коротко, то по оценкам Otto Schluter в 900 году леса в Центральной Европе занимали примерно 70%, в то время как в 1900 – 25%. Смил приводит оценки Ричардса (Richards 1990) – 180 млн. га лесов умеренного пояса было вырублено в Евразии и Северной Америке с 1700 по 1850 и примерно 130 млн. га с 1850 по 1920, причем Россия ответственна за половину этого объема. После того как уголь заменил биомассу в первичном энергобалансе – темпы вырубки лесов в развитых (в то время) странах остановились. В конце 20 века темпы вырубки лесов были значительными в Западной Африке и Юго-Восточной Азии. Уничтожение первичных лесов в доиндустриальную эпоху было реально значительным, сопоставимым с современным. Но концентрация СО2 начала увеличиваться только с 60-х годов 20 века. В результате роста выбросов углерода от сжигания ископаемых. Почему значения концентрации углерода не росли до, если леса уничтожались?»


Атмосферная концентрация СО2 значимо росла с начала 19 века, см. рис. 4.12.2 на стр. 274 Горшков 1995, и к 60-м годам прошлого века увеличилась примерно на 40 ppm. С 60-х годов 20 века значительно увеличилась скорость роста накопления СО2. Начало накопления СО2 в атмосфере является точкой потери устойчивости глобальной биоты. Если бы леса не уничтожались в предшествующие периоды, этой точки мы могли бы до сих пор не достигнуть. См. о динамике коэффициентов устойчивости глобальных резервуаров углерода рис. 4.12.5 на стр. 278 Горшков 1995.

Сведение лесов в 17-19 вв. было значительным, но безусловно несопоставимым с современным. Леса умеренной зоны обладают существенными способностями к регенерации посредством сукцессии, так как имеют большой запас органики в почве. Поэтому большая часть этих лесов после первичных вырубок не деградировали необратимо, а успевали до следующей рубки достичь определенных стадий восстановления. В тропических дождевых лесах слой почвы очень тонкий и после тотальной вырубки практически мгновенно исчезает за счёт эрозии. После таких возмущений дождевые леса практически не восстанавливаются.

Основные потери дождевых лесов происходят в Бразилии: здесь лес уничтожается со скоростью около трех миллионов гектаров в год в течение последних 40 лет. Учитывая, что продуктивность тропических лесов (и, следовательно, мощность биотической регуляции на единицу площади) в несколько раз выше, чем продуктивность бореальных лесов, то только в Бразилии за вторую половину двадцатого века биотической регуляции был нанесен удар больший, чем на всей Земле за несколько предшествующих столетий. Вообще скорость обезлесивания в тропиках составляет 10 млн га в год (см. http://rainforests.mongabay.com/deforestation_percent_90-00.html), что в 5-10 раз больше исторических значений в умеренной зоне (которые к тому же известны очень неточно). Даже современные оценки выбросов карбона в результате обезлесивания разнятся более чем в два раза: http://news.mongabay.com/2012/0621-carbon-emissions-from-deforestation.html.

Температура также стала расти только после того, как стал выбрасываться значительный дополнительный объем углерода. Но при этом, цитирую «CO2 не является главным парниковым газом. Все парниковые вещества атмосферы, пары воды и облачность так же, как и СО2, находятся под контролем ненарушенной биоты Земли (Макарьева, Горшков, 2001; Makarieva, Gorshkov, 2002; 2007). Главное биотическое управление климатом происходит за счет паров воды и облачности, являющихся основными парниковыми веществами атмосферы Земли. Именно нарушение естественных экосистем биоты, главным образом вырубка лесов, а не прирост атмосферной концентрации СО2, является причиной всех наблюдаемых аномалий и изменений климата Земли». Почему в то время когда биота активно вырубалась – изменений климата аналогичным сегодняшним не было (в терминах температуры)? А как только появились дополнительные выбросы – сразу начались изменения?

Изменения температуры были. За последние двести пятьдесят лет (время жизни одного дерева), мы видим падение температуры с 1750 до 1850 гг., затем отсутствие тренда, затем резкий подъем в первой половине 20-века, плато, и подъем во второй половине 20-го века (см. например рис. 6 здесь). Чтобы количественно судить о потере устойчивости среднеглобальной температуры (увеличении размаха флуктуаций) необходимы точные реконструкции температур за последние тысячи лет, которых сейчас нет. Однако имеющиеся данные не противоречат этому утверждению. Иными словами, система пошла в разнос (увеличение горизонтальных колебаний земного шарика на главной странице нашего сайта при уменьшении глубины ямы), что и объясняет наблюдаемые температурные изменения.

Вот график, построенный на основе недавней статьи Marcott et al. в Science (широко обсуждается в блогах), по реконструкциям температуры в последние 10 000 лет. На графике изображены скорости изменения температуры усреднённые за двадцать лет (см. источник здесь http://climateaudit.org/2013/04/04/marcott-monte-carlo/).

Изменения скорости изменения температуры за последние 10 тыс. лет

Видно, что климат начал значимо раскачиваться уже в пятом веке нашей эры (появились двадцатилетние периоды, существенно отличающиеся друг от друга по средней температуре), затем во втором тысячелетии эти флуктуации существенно нарастали и затем достигли сегодняшних беспрецедентных значений.

Это именно потеря устойчивости. Накопление СО2 (которое началось недавно) может играть роль типа «падающего еще толкни». Если человек потерял равновесие и вот-вот упадёт, если его толкнуть, он упадёт туда, куда его толкнут. (Накопление СО2 толкает в сторону потепления). Но он упадёт и так, в какую-нибудь сторону да упадёт.

Отметим, что работу Marcott et al. критикуют по нашему мнению справедливо за непрозрачность методов, но картина качественно верная, даже если выкинуть последние 100 лет, к которым больше всего претензий.

About these ads

One response to “Диалоги с читателем 4: Вновь об углероде, температуре и биоте

Комментировать

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s