Зростає розуміння того, що наша планета, можливо, подолає поріг потепління на 1,5 ℃. Дослідження навіть припускають, що глобальне потепління тимчасово перевищить поріг 2 ℃, якщо рівень вуглекислого газу (CO₂) в атмосфері досягне піка, що перевищує очікуваний. Перевищення наших цільових показників викидів називається кліматичним перевищенням. Це може призвести до змін, які не будуть оборотні за нашого життя.
Ці зміни включають підвищення рівня моря, менш функціональні екосистеми, вищий ризик зникнення видів, а також зникнення льодовиків та вічної мерзлоти. Багато з цих змін ми вже спостерігаємо. Наше нещодавно опубліковане дослідження у журналі Communications Earth & Environment показує наслідки зміни клімату для океанів. У ході всіх експериментів щодо перевищення клімату та всіх моделей наш аналіз показав, що пов’язані з цим зміни температури води та рівня кисню зменшують життєздатне середовище проживання в океані.
Зниження спостерігалося протягом століть. Це означає, що людство продовжуватиме відчувати його вплив ще довго після того, як рівні CO₂ в атмосфері досягнуть піка та знизяться.
Що вивчалося у дослідженні?
Наш аналіз ґрунтується на моделюванні з використанням моделей системи Землі в рамках проекту взаємного порівняння пов’язаних моделей (CMIP6). Проект є основою останніх оціночних звітів Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (МГЭИК). Ми розглянули результати кількох моделей двох різних експериментів, розроблених CMIP6, які моделюють перевищення клімату. Один відповідає кліматичному сценарію, що моделює перевищення рівня у цьому столітті.
Інший експеримент проведено в рамках проекту порівняно з моделями вуглекислого газу (CDRMIP). Він був розроблений для вивчення оборотності кліматичних змін та того, як це впливає на систему Землі. Ми вивчили сукупний вплив змін температури океану та рівня кисню. Ці зміни взаємопов’язані, тому що чим тепліша вода, тим менше розчиненого кисню вона може містити.
У цьому дослідженні ми вивчили, що потепління океанів та деоксигенація означають для довгострокової життєздатності морських екосистем. Ці зміни вже розпочалися за умов зміни клімату.
Для кількісної оцінки цих впливів ми використовували метаболічний індекс, який визначає (аеробний) енергетичний баланс окремих організмів. У життєздатних екосистемах постачання кисню має перевищувати їхню потребу. Чим ближче пропозиція до попиту, тим нестабільнішими стають екосистеми, поки попит не перевищить пропозицію і ці екосистеми перестануть бути життєздатними.
Розуміння світу моделювання клімату, зокрема проекту взаємного порівняння пов’язаних моделей (CMIP). В умовах глобального потепління в океані ми вже спостерігаємо збільшення метаболічної потреби та скорочення пропозиції через дезоксигенацію.
Індекс дає нам можливість оцінити, як зміна температури океану впливає на довгострокову життєздатність різних морських видів та їх довкілля. Це дозволяє нам вивчити, як екосистеми Світового океану реагують на зміну клімату і як довго ці зміни зберігатимуться.
У міру зміни умов відповідно до сценаріїв ми стежили за еволюцією обсягу світового океану, який може або не може підтримувати метаболічні потреби 72 морських видів.
Що виявило дослідження?
Результати всіх експериментів з перевищення клімату та всіх моделей показують, що обсяги води, які можуть забезпечити життєздатне місце існування, зменшаться. Це зниження тривало впродовж століть – навіть після того, як середня глобальна температура відновилася після перевищення.
Результати нашого дослідження викликають стурбованість з приводу скорочення довкілля. Наприклад, такі види, як тунець, мешкають у добре насичених киснем поверхневих водах і обмежені низьким вмістом кисню у глибших водах. Згідно з нашим дослідженням, їхнє довкілля стискатиметься до поверхні на сотні років.
Рибальству, яке залежить від таких видів, необхідно буде зрозуміти, як зміни у їхньому поширенні вплинуть на промислові райони та продуктивність. Ясно одне: екосистемам доведеться адаптуватися до цих змін, інакше вони ризикують зруйнуватися, що спричинить значні екологічні, соціальні та економічні наслідки.
Які наслідки скорочення морського середовища проживання?
На сьогодні більшість досліджень зосереджена на потеплінні океану. Поєднання температури та дезоксигенації, яке ми вивчали, показує, що потепління може завдати шкоди морським екосистемам протягом сотень років після того, як середні глобальні температури досягли піку. Нам доведеться більше думати про управління ресурсами, щоб не поставити під загрозу безліч видів та продовольчу безпеку.