Введение

Программа науки об изменении климата (CCSP) была программой, отвечающей за координацию и интеграцию исследований по глобальному потеплению правительственными агентствами США с февраля 2002 года по июнь 2009 года. К концу этого периода CCSP выпустил 21 отдельный доклад об оценке климата, в котором рассматривались наблюдения за климатом, изменения в атмосфере, ожидаемое изменение климата, воздействие и адаптация, а также вопросы управления рисками. Вскоре после вступления в должность президента Обамы название программы было изменено на U.S. Global Change Research Program (USGCRP), которое также было названием программы до 2002 года. Тем не менее, администрация Обамы в целом приняла продукты CCSP как обоснованную науку, обеспечивающую основу для климатической политики. Поскольку эти доклады в основном были выпущены после Четвертого отчета о оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), а в некоторых случаях были сосредоточены специально на Соединенных Штатах, в Соединенных Штатах они обычно рассматривались как имеющие важность и научную достоверность, сопоставимую с оценками МГЭИК за первые несколько лет администрации Обамы.

Наблюдения и причины изменения климата

Три SAP оценили наблюдения за изменением климата и нашу способность окончательно определить причины этих изменений.

Тенденции температуры в нижних слоях атмосферы (SAP 1.1)

NOAA опубликовало первый из 21 докладов о синтезе и оценке CCSP в мае 2006 года под названием "Тенденции температуры в нижней атмосфере: шаги для понимания и примирения различий". В докладе были выявлены и исправлены ошибки в спутниковых измерениях температуры и других наблюдениях за температурой, что усилило научную уверенность в том, что низкая атмосфера потепляется в глобальном масштабе: "В скорости глобального среднего повышения температуры поверхности Земли больше нет расхождений с более высокими уровнями в атмосфере, - говорится в докладе, - наблюдаемые изменения за последние 50 лет не могут быть объяснены только естественными процессами". В докладе также говорится, что "все текущие данные об атмосфере показывают глобальное среднее потепление, которое похоже на потепление поверхности. Хотя эти данные согласуются с результатами климатических моделей в глобальном масштабе, расхождения в тропиках еще предстоит устранить". Согласно пресс-релизу USGS, в докладе показано, что: Арктика в последнее время нагревается примерно так же быстро, как она когда-либо предупреждала на протяжении всего прошлого арктического климата. Потеря морского льда в течение летних месяцев за последние несколько десятилетий весьма необычна по сравнению с несколькими тысячами лет назад. Изменения в орбите Земли в одиночку увеличили бы лед в летних морях. Устойчивое потепление, по крайней мере, от 2 до 7 °C, в конечном итоге, вероятно, растает весь ледяной покров Гренландии, что повысит уровень моря на несколько метров. Прошлое говорит нам, что когда пороги в климатической системе пересекаются, изменение климата может быть очень большим и очень быстрым. Никто не знает, приведут ли человеческие действия к подобным событиям в ближайшие десятилетия и столетия.

Признание причин наблюдаемого изменения климата (SAP 1.3)

NOAA опубликовало Re Analyses of Historical Climate Data for Key Atmospheric Features: Implications for attribution of causes of observed change в декабре 2008 года. В декабре 2008 года NOAA опубликовало Re Analyses of Historical Climate Data for Key Atmospheric Features: Implications for attribution of causes of observed change в декабре 2008 года. Согласно докладу, с 1951 по 2006 год среднегодовая температура в Северной Америке увеличилась на 1,6°F, причем практически все потепления произошли с 1970 года. В течение этого периода средняя температура нагрелась примерно на 3,6 ° F на Аляске, в Юконских территориях, в Альберте и Саскачеване, но никакого значительного потепления не произошло в южных Соединенных Штатах или восточной Канаде. Более половины потепления Северной Америки, вероятно, (более 66 процентов вероятности) является результатом деятельности человека. Существует меньше доказательств того, что осадки меняются. В докладе не было обнаружено значительной тенденции в североамериканских осадках с 1951 года, хотя были существенные изменения из года в год и даже из десятилетия в десятилетие. Более того, маловероятно, что за последние полвека произошли существенные изменения в том, как часто и где происходили сильные засухи на континентальной части Соединенных Штатов. Тем не менее последствия засухи, вероятно, стали более серьезными в последние десятилетия. Вероятно, что последствия были более серьезными, потому что недавние засухи продолжались несколько лет, и потому что более высокие температуры создали стрессы у растений, что делает их более уязвимыми.

Сценарии выбросов парниковых газов и концентраций в атмосфере (SAP 2.1)

Министерство энергетики США выпустило вторую SAP в июле 2007 года под названием "Сценарии выбросов парниковых газов и концентрации в атмосфере и обзор разработки и применения интегрированных сценариев". В этом двухтомном докладе рассматриваются сценарии выбросов, которые могут стабилизировать чистый эффект парниковых газов на четырех различных уровнях. В нем также изложены ключевые принципы и подходы к разработке сценариев глобальных изменений. Оба доклада были написаны подмножеством членов Консультативного комитета по разработке продуктов программы науки об изменении климата, группы, организованной в соответствии с Федеральным законом о консультативных комитетах. В сводке доклада говорится, что сокращение выбросов, необходимое для стабилизации радиационного климатического воздействия, "требует трансформации глобальной энергетической системы, включая сокращение спроса на энергию и изменения в сочетании энергетических технологий и топлива". Но авторы обнаружили большую неопределенность в цене, которая будет необходима для стабилизации климатических форсировок, а также в экономических затратах, которые будут в результате: "Эти различия иллюстрируют некоторые неизбежные неопределенности в долгосрочных сценариях".

Прочие синтетические и оценочные продукты

В дополнение к SAP 2.1, CCSP выпустил три других доклада для дальнейшего достижения цели улучшения количественного определения климатического воздействия: NOAA выпустило "Североамериканский углеродный бюджет и последствия для глобального углеродного цикла" (SAP 2.2) в ноябре 2007 года. 16 января 2009 года НАСА опубликовало "Свойства атмосферных аэрозолей и воздействие на климат" (SAP 2.3). В ноябре 2008 года NOAA опубликовало "Тенденции в выбросах озоноразрушающих веществ, восстановление озонового слоя и последствия для воздействия ультрафиолетового излучения" (SAP 2.4).

Влияние и адаптация

В семи ПАП были рассмотрены последствия изменения климата, воздействие на людей и природные системы, а также возможности и способность к адаптации. Эти оценки стали основой для мандатной Конгрессом Глобальной оценки воздействия изменения климата в Соединенных Штатах, которая была опубликована в июне 2009 года.

Чувствительность прибрежных районов к повышению уровня моря (SAP 4.1)

Агентство по охране окружающей среды США выпустило 16 января 2009 года доклад "Прибрежная чувствительность к повышению уровня моря: фокус на регионе средней Атлантики" (SAP 4.1). Согласно резюме доклада, повышение уровня моря может вызвать наводнение низких районов и увеличить количество наводнений, ухудшить эрозию побережья, привести к потере водно-болотных угодий и попаданию соленой воды в устья рек и пресноводные водоносные горизонты. Большая часть Соединенных Штатов состоит из прибрежных районов и ландшафтов, таких как барьерные острова и водно-болотные угодья, которые будут реагировать на повышение уровня моря, изменяя форму, размер или положение. Совместное воздействие повышения уровня моря и других факторов изменения климата, таких как штормы, может привести к быстрому и необратимому изменению прибрежных районов. Прибрежные сообщества и владельцы недвижимости реагируют на прибрежные опасности, возводя береговые защитные сооружения, поднимая землю и здания или перемещаясь вглубь страны. Ускоренное повышение уровня моря увеличило бы затраты и воздействие на окружающую среду этих мер. Во многих случаях подготовка к повышению уровня моря может быть оправдана, поскольку стоимость подготовки сейчас невелика по сравнению с затратами на реакцию позже. Примеры включают защиту водно-болотных угодий, страхование от наводнений, долгоживущую инфраструктуру и планирование использования прибрежных земель. Тем не менее, подготовка к повышению уровня моря была скорее исключением, чем правилом. Большинство прибрежных учреждений были основаны на неявном предположении, что уровень моря и береговые линии стабильны. Усилия по планированию повышения уровня моря могут быть сорваны несколькими институциональными предубеждениями, включая государственную политику, которая поощряет развитие побережья, карты страхования от наводнений, которые не учитывают повышение уровня моря, федеральную политику, которая предпочитает береговую защиту мягкой береговой защите, и отсутствие планов, определяющих, какие районы будут защищены или нет, поскольку уровень моря повышается. Комитет, созданный в соответствии с Законом о Федеральном Консультативном Комитете, следил за прогрессом SAP 4.1 и поставил под сомнение несколько аспектов окончательного доклада. Первоначальный план включал карты и оценки потери водно-болотных угодий из тогдашнего исследования по картографированию EPA, проведенного Джеймсом Г. Титусом, который также был ведущим автором SAP 4.1. В первых черновиках были включены карты и результаты, но в окончательном проекте - нет. Эксперты и экологические организации выступили против этих отмен. Федеральный консультативный комитет также высказался против удаления карт из SAP 4.1 и рекомендовал EPA опубликовать исследование картографии. Позже EPA подтвердила, что руководство EPA изменило отчет и скрыло исследование картографирования, хотя оно отказалось объяснить причину.

Пороговые значения в экосистемах (SAP 4.2)

16 января 2009 года USGS опубликовала Пороги изменения климата в экосистемах (SAP 4.2). Ключевой предпосылкой доклада было то, что экологический порог - это точка, в которой происходит резкое изменение в экосистеме, которое приводит к большим, постоянным и потенциально необратимым изменениям. В докладе делается вывод, что незначительные изменения климата могут вызвать резкие реакции экосистем, которые нелегко обратить вспять. Некоторые из этих реакций, в том числе вспышки насекомых, лесные пожары и гибель лесов, могут негативно повлиять на людей, а также на экосистемы, их растения и животных. Одной из главных проблем является то, что, как только экологический порог будет пересечен, экосистема, о которой идет речь, скорее всего, не вернется к прежнему состоянию. В докладе также подчеркивается, что действия человека могут увеличить потенциал экосистемы для преодоления экологических порогов. Например, дополнительное использование человеком воды в водосборе, испытывающем засуху, может вызвать основные изменения в водной жизни, которые могут быть необратимыми. Экосистемы, которые уже сталкиваются с стрессовыми факторами, отличными от изменения климата, почти наверняка достигнут своего порога резких изменений раньше.

Варианты адаптации для экосистем и ресурсов, чувствительных к изменению климата (SAP 4.4)

В мае 2008 года EPA опубликовало предварительный обзор вариантов адаптации для чувствительных к климату экосистем и ресурсов (SAP 4.3). Исследование сосредоточено на национальных парках, национальных лесах, национальных заповедниках дикой природы, диких и живописных реках, национальных устьях рек и морских охраняемых территориях, которые все защищены федеральным правительством. В докладе анализируется, как достичь существующих целей управления, установленных для каждой охраняемой территории, чтобы понять, какие стратегии повысят устойчивость каждой экосистемы. В результате исследования EPA пришло к выводу, что изменение климата может увеличить воздействие традиционных стрессовых факторов (таких как загрязнение или разрушение среды обитания) на экосистемы, и что многие из существующих передовых методов управления для уменьшения этих стрессовых факторов также могут быть применены для уменьшения воздействия изменения климата. Например, текущие усилия по восстановлению растительности вдоль ручьев также повышают устойчивость экосистем к воздействию изменения климата, например, увеличивают количество загрязняющих веществ и осадков от более интенсивных осадков. EPA также пришла к выводу, что способность страны адаптироваться к изменению климата будет зависеть от различных факторов, включая признание барьеров для реализации новых стратегий, расширение сотрудничества между менеджерами экосистем, творческое пересмотр целей и полномочий программы, а также гибкость в установлении приоритетов и управлении изменениями.

Влияние изменения климата на производство и использование энергии (SAP 4.5)

В октябре 2007 года DOE опубликовало "Влияние изменения климата на производство и использование энергии в Соединенных Штатах" (SAP 4.5). В докладе делается вывод, что возможные последствия изменения климата для производства энергии достаточно важны, чтобы начать рассматривать способы адаптации. В сводке доклада были подведены три вопроса и ответы: как изменение климата может повлиять на потребление энергии в Соединенных Штатах? Исследования показывают, что потепление климата приведет к сокращению общей потребности США в отоплении и увеличению общей потребности в охлаждении зданий. Эти изменения будут различаться в зависимости от региона и сезона, но они повлияют на расходы на энергию в домашних хозяйствах и предприятиях и их требования к учреждениям энергоснабжения. В целом, изменения предполагают увеличение спроса на электроэнергию, которая обеспечивает практически все услуги охлаждения, но только некоторые услуги отопления. Другие последствия для потребления энергии менее ясны. Как изменение климата может повлиять на производство и поставку энергии в Соединенных Штатах? Исследования показывают, что последствия не столь сильны, как в случае потребления энергии, но изменение климата может повлиять на производство и поставку энергии: а) если экстремальные погодные явления станут более интенсивными; б) в регионах, зависящих от водоснабжения для охлаждения гидроэлектростанций и/или тепловых электростанций, наблюдается сокращение водоснабжения; в) в регионах, где повышение температуры снижает общую эффективность производства теплоэлектрической энергии; и г) в регионах, где изменение условий влияет на решение о размещении объектов. Большинство последствий, вероятно, будут незначительными, за исключением возможных региональных последствий экстремальных погодных явлений и нехватки воды. Как изменение климата может оказать влияние на производство и потребление энергии в США? Исследовательские данные о косвенных последствиях варьируются от обилия информации о возможных последствиях политики в области изменения климата на выбор энергетических технологий до крайне ограниченной информации о таких вопросах, как влияние на энергетическую безопасность. На основе этих неоднозначных данных, похоже, что изменение климата, вероятно, повлияет на управление рисками в инвестиционном поведении некоторых энергетических учреждений, и, вероятно, окажет некоторое влияние на инвестиции в НИОКР в области энергетических технологий и выбор энергетических ресурсов и технологий. Кроме того, можно ожидать, что изменение климата повлияет на другие страны таким образом, что в свою очередь повлияет на энергетические условия США через их участие в глобальных и полусферных энергетических рынках, и опасения по поводу изменения климата могут взаимодействовать с некоторыми движущими силами политики, направленной на энергетическую безопасность США.

Влияние на транспорт и инфраструктуру (SAP 4.7)

Министерство транспорта США опубликовало в марте 2008 года исследование "Влияние изменчивости и изменения климата на транспортные системы и инфраструктуру" (Gulf Coast Study, SAP 4.7). Доклад был подготовлен Майклом Савонисом из Федерального управления автомобильных дорог, Джоанной Поттер (консультант DOT) и Вирджинией Беркет из USGS. Предпосылкой SAP 4.7 было то, что климат меняется. Уровень моря в Мексиканском заливе, вероятно, повысится на два-четыре фута в течение следующих 50-100 лет из-за сочетания вызванного климатом потепления и оседания суши. Ожидается, что интенсивность тропических штормов увеличится, а количество сильных осадков увеличится, что повысит вероятность наводнений и повреждения сооружений. А количество очень жарких дней (то есть > 90 °F) может увеличиться на 50%. В докладе делается вывод, что ожидаемое воздействие этих климатических эффектов на транспорт поразительно. Значительная часть дорог, железных дорог и портов региона подвергается риску постоянного затопления, если уровень моря поднимется на четыре фута. Это включает более 2400 миль (27%) основных дорог, 9% железнодорожных линий и 72% портов. Более половины (64% межгосударственных автомагистралей; 57% артерий) основных автомобильных дорог района, почти половина железнодорожных миль, 29 аэропортов и практически все порты подвержены временным наводнениям и повреждениям из-за увеличения интенсивности шторма. Увеличение ежедневной высокой температуры может привести к увеличению износа асфальта и потенциальному выгибу рельсов. Строительные расходы, вероятно, возрастут из-за ограничений на рабочих в дни, когда температура воздуха превышает 90 градусов по Фаренгейту. Планировщики транспорта могут использовать данные о климате, чтобы сделать важные выводы о будущем. В исследовании по побережью Мексиканского залива рекомендуется, чтобы лица, принимающие решения в области транспорта на побережье Мексиканского залива, немедленно начали оценивать воздействие на климат при разработке стратегий инвестиций в транспорт. Исследование также показало, что планировщикам транспорта нужны новые методологические инструменты для решения более длительных временных рамок, сложностей и неопределенностей, присущих прогнозам климатических явлений. Такие методы, скорее всего, будут основываться на вероятности и статистике (т.е. методах оценки риска) в той же степени, что и на инженерных и материаловедческих науках.