От полярного к тропическому: как изменятся климат и растительность на Земле за столетие

Одно из самых актуальных исследований в области климатологии, которое было опубликовано в журнале Scientific Data. Авторы этого исследования, возглавляемые профессором Хилке Беком из Королевского университета науки и технологии в Саудовской Аравии, представили новую версию карты климатической классификации Кёппена-Гейгера с высоким разрешением (1 км), которая показывает, как изменится глобальный климат в течение XXI века.

Климатическая классификация Кёппена-Гейгера — это один из самых популярных и простых способов описать климат разных регионов Земли. Она основана на средних температурах и осадках, которые определяют растительность и почвы. Эта классификация делит земную поверхность на пять основных типов климата: тропический, сухой, умеренный, континентальный и полярный. Каждый тип далее подразделяется на несколько подтипов в зависимости от сезонных колебаний температуры и осадков.

Авторы исследования использовали данные из 67 климатических моделей, которые учитывали различные сценарии выбросов парниковых газов. Они сравнили климатические условия за четыре исторических периода с 1901 по 2020 годы и два будущих периода до 2099 года. Они также улучшили качество карты, исключив модели с нереалистичными скоростями потепления, вызванными увеличением концентрации CO2 в атмосфере.

Одним из самых заметных результатов исследования является то, что глобальная фотосинтез растений вырос на 12% за период с 1982 по 2020 годы, следуя за увеличением концентрации CO2 в атмосфере на 17%. Это свидетельствует о том, что растения используют больше углекислого газа для своего роста и развития — эффект, который называется эффектом удобрения углекислым газом. Однако этот эффект не одинаков для всех видов растений. Некоторые зерновые культуры, такие как пшеница, рис и соя, могут получить выгоду от повышенного CO2, увеличивая свои урожаи на 12-14%. Но некоторые тропические и субтропические травы и важные культуры, такие как кукуруза, сахарный тростник, сорго и просо, не так чувствительны к повышенному CO2.

Еще одним интересным результатом является то, что под воздействием климатических изменений произойдет значительное изменение типов климата на земной поверхности. Например, авторы прогнозируют, что при среднем сценарии выбросов парниковых газов (SSP2-4.5) к концу XXI века площадь, равная размеру Аргентины (восьмой по величине страны в мире), или 2,6 млн км2, перейдет от полярного к холодному климату. Кроме того, 2,4 млн км2 перейдут от холодного к умеренному, 1,1 млн км2 — от холодного к аридному, а 2,8 млн км2 — от умеренного к тропическому климату.

Эти изменения климата неизбежно повлекут за собой изменения растительности и почв, которые в свою очередь повлияют на биоразнообразие, продовольственную безопасность, водные ресурсы и здоровье человека. Однако авторы подчеркивают, что фактические изменения растительности могут не происходить одновременно с изменениями климата. Они могут происходить постепенно через процесс сукцессии, когда растения и животные постоянно колонизируют и модифицируют экосистему со временем.

Новая версия карты климатической классификации Кёппена-Гейгера является ценным ресурсом для исследователей, политиков и широкой общественности. Она позволяет лучше понять исторические и будущие климатические условия в разных частях мира и оценивать потенциальные риски и возможности, связанные с климатическими изменениями.