ДИНАМИКА ВЫБРОСОВ И ПОГЛОЩЕНИЯ CO2 И CH4 ПОВЕРХНОСТЬЮ СУШИ И ОКЕАНА В XXI ВЕКЕ: СОВРЕМЕННЫЕ ОЦЕНКИ И ТЕНДЕНЦИИ

Аннотация

Современное изменение климата характеризуется быстрым повышением средней глобальной температуры, которая уже увеличилась примерно на 1,3–1,5℃ по сравнению с доиндустриальным уровнем. Наряду с этим потеплением значительно возросла частота и интенсивность экстремальных погодных явлений, включая волны жары и сильные осадки. Хотя на изменчивость климата влияют такие природные факторы, как орбитальное воздействие, солнечная активность, вулканические извержения и океаническая циркуляция, увеличение концентрации парниковых газов (ПГ) в атмосфере, прежде всего CO₂ и CH₄, признано основной движущей силой современного изменения климата. В данном исследовании анализируется динамика выбросов и поглощения CO₂ и CH₄ наземными и океаническими экосистемами в XXI веке с акцентом на последние оценки, пространственную и временную изменчивость и основные тенденции. Особое внимание уделяется методам оценки потоков ПГ и роли стратегий смягчения последствий изменения климата и адаптации к ним. Методология инвентаризации МГЭИК применяет подход "снизу-вверх", основанный на статистических данных о землепользовании, сельском хозяйстве, промышленности и потреблении энергии в сочетании со стандартизированными коэффициентами выбросов. Биогеохимические модели, включая CESM, LPJ, ORCHIDEE и JULES, имитируют взаимодействие между растительностью, почвами, океанами и атмосферой. Инверсионное моделирование использует спутниковые наблюдения OCO-2, GOSAT и TROPOMI вместе с моделями атмосферного переноса для оценки потоков ПГ на поверхности. Методы машинного обучения все чаще используются для выявления нелинейных зависимостей между потоками ПГ и факторами окружающей среды с использованием больших массивов данных наблюдений. Современные системы мониторинга ПГ объединяют наблюдения в нескольких пространственных масштабах. Локальные измерения потоков CO₂ и CH₄ получают с использованием методов вихревой ковариации, камерных методов и наблюдений с помощью БПЛА, что обеспечивает необходимые данные для калибровки и проверки моделей. Региональные и глобальные оценки получают с использованием биогеохимических и инверсионных методов моделирования на основе спутниковых наблюдений. Интеграция наземных измерений, дистанционного зондирования и моделирования значительно улучшает наше понимание обмена ПГ между атмосферой, наземными экосистемами и океанами. Согласно данным Глобального углеродного бюджета, мировой океан поглотил приблизительно 2,2–3,0 ГтС в год антропогенного CO₂ в период 2006–2023 гг., в то время как наземные экосистемы поглотили в среднем 2,5–3,5 ГтС в год, хотя и с гораздо большей межгодовой изменчивостью, связанной с климатическими условиями, нарушениями и изменением землепользования. Это исследование подчеркивает важность природоохранных решений, включая защиту и восстановление лесов, водно-болотных угодий и лугов, для смягчения последствий изменения климата и поглощения углерода.