Новое исследование показывает, что к концу XXI века озера по всему миру будут сталкиваться с беспрецедентным потеплением в результате антропогенных изменений климата. Тропические озера первыми испытают на себе эти уникальные условия, которые затронут как поверхностные, так и подповерхностные слои, что представляет собой серьезную угрозу для биоразнообразия и экосистем.
Озера, известные своим богатым биоразнообразием и важными экологическими функциями, сталкиваются с тревожной тенденцией — стремительным повышением температуры. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, группа международных лимнологов и климатологов предупреждает, что если антропогенное потепление продолжится нынешними темпами, к концу века озера по всему миру могут пережить широкомасштабное и беспрецедентное потепление как на поверхности, так и на подповерхности, значительно превышающее наблюдавшиеся ранее значения.
В рамках исследования были использованы данные о температуре озер, смоделированные с помощью современного климатического программного обеспечения (Community Earth System Model, версия 2), охватывающего период с 1850 по 2100 годы н.э. Это первая модель, которая учитывает динамику и термодинамику озерных систем в комплексе с атмосферой.
Ученые не ограничивались одной симуляцией будущего; они провели комплекс из 100 симуляций, используя один из самых мощных суперкомпьютеров Южной Кореи — «Aleph» в Институте фундаментальных наук. Каждая симуляция создает уникальную реализацию естественной изменчивости климата и реагирует на антропогенное потепление, вызванное увеличением концентрации парниковых газов. Такой подход позволил исследователям отделить диапазон естественных колебаний температуры озер от тех, что были вызваны вмешательством человека, и впервые оценить время, когда температура озер будет постоянно превышать естественные пределы — это состояние называют «безаналоговыми условиями».
Доктор Лей Хуанг, ведущий автор исследования, подчеркивает, что в среднем озера по всему миру столкнутся с безаналоговыми климатическими условиями к концу XXI века. Однако сроки их появления варьируются по регионам. Тропические озера с высоким биоразнообразием первыми столкнутся с этими условиями, когда глобальное потепление достигнет примерно 2,4°C выше доиндустриальных уровней.
Хотя поверхностное потепление сказывается на видах, обитающих в мелководных слоях озера, некоторые организмы могут мигрировать по вертикали, чтобы найти более подходящую среду обитания. Поэтому крайне важно учитывать, как потепление затрагивает подповерхностные слои. «Наше исследование показывает синхронное возникновение безаналоговых условий в приповерхностных слоях тропических озер, вызванное быстрой передачей сигналов о потеплении вниз во время частых событий перемешивания озер. В отличие от этого, высокоширотные озера частично защищают свои подповерхностные слои от поверхностного потепления благодаря стратификации, что задерживает, а иногда и предотвращает возникновение безаналогового климата на глубине», — объясняет доктор Иестин Вулвей.
«Последствия безаналогового климата в озерах очень серьезны. Они могут привести к серьезным нарушениям в экосистемах в будущем», — комментирует профессор Аксель Тиммерманн, соавтор исследования и директор Центра климатической физики IBS. В отличие от наземной и морской биоты, озерные организмы часто имеют ограниченные возможности миграции в более оптимальные климатические условия. Поэтому понимание времени появления безаналоговых условий имеет решающее значение для адаптации, планирования и смягчения последствий изменения климата в озерных экосистемах.
Ранее сообщалось, что несмотря на глобальное обещание более 150 стран сократить выбросы метана на 30% в этом десятилетии, новые исследования показывают, что глобальные уровни метана увеличиваются быстрыми темпами, достигнув самого высокого уровня за 800 тысяч лет. «Тенденция не может продолжаться, если мы хотим сохранить пригодный для жизни климат», — подчеркивают исследователи в статье, опубликованной в Environmental Research Letters, в которой представлены данные, собранные в Earth System Science Data.