Table of Contents

Климатический кризис: феномен, управляемый человеком

Климат Земли’ меняется с беспрецедентной скоростью, и основной движущей силой является явный: человеческая деятельность. Со времени промышленной революции концентрация углекислого газа в атмосфере выросла с примерно 280 частей на миллион до более 420 частей на миллион, уровень, не наблюдаемый за миллионы лет. Это быстрое увеличение напрямую коррелирует с сжиганием ископаемого топлива, крупномасштабными изменениями в землепользовании и промышленными процессами. Хотя природные факторы, такие как извержения вулканов и изменчивость солнечной энергии, всегда влияли на климат, текущая тенденция потепления не может быть объяснена только природными циклами. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) пришла к выводу с высокой уверенностью, что человеческая деятельность ответственна за примерно 1,1 ° C глобального потепления выше доиндустриальных уровней. Понимание конкретных видов деятельности, которые приводят к изменению климата, имеет важное значение для разработки эффективных, масштабируемых решений. Три взаимосвязанные области требуют срочного внимания: обезлесение, загрязнение и переход к устойчивым практикам. Каждый из них представляет собой как источник выбросов парниковых газов, так и возможность для значимого вмешательства.

Вырубка лесов: распутывание Земли’s Зеленые легкие

Леса покрывают около 31 процента площади суши, но они хранят примерно 45 процентов углерода, обнаруженного в наземных экосистемах. Когда леса очищаются для сельского хозяйства, лесозаготовок или расширения городов, этот накопленный углерод выбрасывается в атмосферу в виде углекислого газа. Обезлесение само по себе составляет примерно 11 процентов глобальных выбросов парниковых газов, что делает его значительным фактором изменения климата. Потеря лесов также снижает способность планеты поглощать будущие выбросы, создавая усугубляющий эффект, ускоряющий потепление.

Масштаб потерь леса

По данным Института мировых ресурсов, только в 2020 году мир потерял более 12 миллионов гектаров тропических лесов, что эквивалентно потере футбольного поля леса каждые шесть секунд. Пока темпы обезлесения колеблются с экономическими условиями и политикой, долгосрочная тенденция остается тревожной. Леса Амазонки, бассейна Конго и Юго-Восточной Азии находятся под сильным давлением сырьевого сельского хозяйства, особенно животноводства, производства сои и выращивания пальмового масла. Эти регионы являются горячими точками биоразнообразия, и их уничтожение не только высвобождает углерод, но и угрожает вымиранию бесчисленных видов.

Как вырубка лесов усиливает глобальное потепление

Леса играют решающую роль в регулировании климата за пределами хранения углерода. Они влияют на местные и региональные модели осадков посредством эвапотранспирации, где деревья выделяют водяной пар, который охлаждает воздух и образует облака. Крупномасштабное обезлесение нарушает этот цикл, приводя к сокращению осадков и увеличению риска засухи в прилегающих районах. В Амазонии, например, обезлесение снижает способность леса генерировать собственные осадки, подталкивая части экосистемы к переломному моменту, когда она может перейти от тропических лесов к сухой саванне. Такой сдвиг высвободит массивные дополнительные запасы углерода и фундаментально изменит региональные климатические модели.

Потеря лесного покрова также увеличивает изменения альбедо поверхности, влияет на характер ветра и снижает общий эффект охлаждения, который обеспечивают леса.Эти биофизические обратные связи сложны и изменчивы на региональном уровне, но они последовательно указывают в одном направлении: обезлесение ухудшает изменение климата и дестабилизирует местную окружающую среду.

Каскадные экологические последствия

Обезлесение не происходит изолированно. Когда леса очищаются, эрозия почвы ускоряется, смывая богатые питательными веществами верхние слои почвы и заиливая реки. Это снижает продуктивность сельского хозяйства вниз по течению и наносит ущерб водным экосистемам. Фрагментация среды обитания изолирует популяции диких животных, делая их более уязвимыми к болезням, генетическим узким местам и климатическому стрессу. Непропорционально страдают коренные общины, которые зависят от лесов в плане средств к существованию, продовольствия и культурной самобытности. Потеря традиционных знаний и методов управления еще больше подрывает усилия по рациональному использованию лесов.

Кроме того, вырубка лесов часто происходит наряду с дренажем торфяников и деградацией. В торфяниках хранится огромное количество углерода, и при сливе или сжигании они быстро выделяют этот углерод. Сезон пожаров в Индонезии в 2019 году, большая часть которого была вызвана торфяными пожарами, связанными с обезлесением, выпустил больше углекислого газа за один год, чем вся экономика Японии.

Региональные тематические исследования по обезлесению

Бразильская Амазония пережила одни из самых высоких показателей обезлесения в мире, обусловленные в основном разведением крупного рогатого скота и расширением сои. В период с 2019 по 2021 год обезлесение в бразильской Амазонии увеличилось более чем на 50 процентов по сравнению с предыдущим десятилетием, чему способствовали ослабление соблюдения экологических законов и политическая риторика, которая стимулировала расчистку земель. В бассейне Конго обезлесение более диффузное, но ускоряющееся из-за мелкомасштабного сельского хозяйства, производства древесного угля и горнодобывающих операций. Юго-восточные азиатские леса, особенно в Индонезии и Малайзии, были в значительной степени преобразованы для плантаций пальмового масла, со значительными затратами на углерод и биоразнообразие.

Эти региональные различия подчеркивают необходимость решений, учитывающих местные особенности. То, что работает в Амазонии, может не работать в Борнео. Эффективная защита лесов требует сильного управления, гарантированных прав на землю для местных общин, устойчивых цепочек поставок сырьевых товаров и надежного международного сотрудничества.

Загрязнение: невидимый фактор изменения климата

Загрязнение во многих его формах является центральным фактором климатического кризиса. Сжигание ископаемого топлива для энергетики, транспорта и промышленности выделяет углекислый газ, метан, закись азота и множество других загрязнителей, которые улавливают тепло в атмосфере. Помимо парниковых газов, загрязнители, такие как черный углерод, озон на уровне земли и аэрозоли, оказывают сложное и иногда противоположное воздействие на климат. Понимание полного спектра загрязнения необходимо для разработки эффективных стратегий смягчения последствий, поскольку многие из этих загрязнителей также наносят вред здоровью человека и экосистемам.

Выбросы парниковых газов в разных секторах

Энергетический сектор является крупнейшим единственным источником выбросов парниковых газов, на который приходится примерно 73 процента глобальных выбросов. В этом секторе доминируют производство электроэнергии и тепла, за которым следуют транспортировка, производство и строительство. Угольные электростанции являются наиболее углеродоемким источником электроэнергии, но инфраструктура природного газа также вносит значительный вклад в утечку метана. Транспортный сектор, который почти полностью зависит от топлива на нефтяной основе, производит около 14 процентов глобальных выбросов. Авиация и судоходство, хотя и меньше в абсолютном выражении, быстро растут и имеют ограниченные альтернативы с низким содержанием углерода в ближайшей перспективе.

Сельское хозяйство является еще одним крупным источником, который непосредственно отвечает за около 12 процентов выбросов, а также дополнительные косвенные выбросы в результате изменений в землепользовании. Производство животноводства, особенно крупного рогатого скота, генерирует большое количество метана путем энтеральной ферментации и управления навозом. Выращивание риса производит метан из затопленных полей, в то время как применение удобрений выделяет закись азота, мощный парниковый газ, который почти в 300 раз превышает потенциал потепления углекислого газа в течение 100-летнего периода.

Промышленные процессы, такие как производство цемента, сталелитейное производство и химическое производство, выделяют углекислый газ в качестве побочного продукта химических реакций, а не только от использования энергии. Эти выбросы процесса особенно трудно уменьшить, потому что они присущи производственному методу. Только на цементную промышленность приходится примерно 7 процентов глобальных выбросов углекислого газа.

Промышленное загрязнение и его последствия

Помимо парниковых газов промышленная деятельность выделяет широкий спектр загрязняющих веществ, влияющих на климат и здоровье человека. Черный углерод, производимый дизельными двигателями, дровяными печками и промышленными котлами, поглощает солнечный свет и нагревает атмосферу напрямую. Он также темнеет снежные и ледяные поверхности, снижая их отражательную способность и ускоряя таяние. Черный углерод обладает потеплением, уступающим только углекислоте в некоторых регионах, однако он остается плохо регулируемым во многих частях мира.

Аэрозоли, такие как сульфаты, нитраты и органический углерод, рассеивают и поглощают солнечный свет, при этом чистые эффекты охлаждения частично компенсируют потепление парниковых газов. Этот маскирующий эффект усложняет климатические прогнозы и создает риск быстрого потепления, если загрязнение аэрозолями уменьшается без одновременного сокращения парниковых газов. Сложное взаимодействие между аэрозолями, облаками и радиацией является одной из самых больших неопределенностей в климатическом моделировании.

Загрязнение воды сельскохозяйственным стоком, промышленными сбросами и неочищенными сточными водами косвенно способствует изменению климата. Загрязнение питательных веществ в водоемах способствует цветению водорослей, которые выделяют метан и закись азота при их разложении. Эвтрофикация снижает углеродосодержащую способность прибрежных экосистем, таких как мангровые заросли и морские водоросли, которые являются одними из самых эффективных естественных поглотителей углерода на планете.

Воздух, вода и почва: взаимосвязанный кризис

Загрязнение не уважает границы среды. Загрязнение воздуха падает на землю в виде сухого осаждения или вымывается дождем, загрязняя почву и воду. Осаждение азота из сельскохозяйственного аммиака и сжигание ископаемого топлива оплодотворяет экосистемы таким образом, что может сначала стимулировать рост растений, но в конечном итоге привести к подкислению почвы, потере биоразнообразия и увеличению выбросов закиси азота. Загрязнение пластиком, которое в настоящее время повсеместно распространено в окружающей среде, деградирует в микропластики, которые могут изменять свойства почвы, влиять на микробные сообщества и потенциально влиять на цикличность углерода способами, которые до сих пор не полностью поняты.

Загрязнение воздуха в помещениях в результате приготовления пищи на твердом топливе, таком как древесина, древесный уголь и навоз, затрагивает почти три миллиарда человек во всем мире и способствует, по оценкам, 3,2 миллиона преждевременных смертей ежегодно. Такое же сжигание выделяет черный углерод и метан, напрямую связывая энергетическую бедность домохозяйств с изменением климата. Решение этой проблемы с помощью более чистых кухонных плит и переключения топлива дает немедленные преимущества для здоровья и климата.

Стратегии сокращения загрязнения как климатические меры

Сокращение загрязнения является одним из наиболее эффективных способов замедления изменения климата при одновременном улучшении здоровья населения и качества окружающей среды. Поскольку многие загрязнители имеют общие источники с парниковыми газами, стратегии, нацеленные на одно, часто приносят пользу другому. Переход на возобновляемые источники энергии, например, исключает выбросы углекислого газа, диоксида серы, оксидов азота и твердых частиц одновременно.

Сокращение метана особенно актуально. Метан является мощным парниковым газом с эффектом потепления более чем в 80 раз превышающим эффект углекислого газа за 20-летний период, но он имеет относительно короткий срок жизни в атмосфере около 12 лет. Это означает, что сокращение выбросов метана может быстро замедлить потепление, закупая время для долгосрочных усилий по декарбонизации. Основные источники метана включают нефтегазовую инфраструктуру (через утечки и вентиляции), добычу угля, свалки и домашний скот. Глобальное обязательство по метану, подписанное более чем 150 странами, направлено на сокращение выбросов метана на 30 процентов к 2030 году по сравнению с уровнями 2020 года. Достижение этой цели может свести на 0,2 ° C глобальное потепление к 2050 году.

Совершенствование управления отходами является еще одной стратегией с высокой отдачей. Открытое сжигание отходов, распространенное во многих развивающихся странах, выделяет черный углерод и токсичные загрязнители. Свалки производят метан, поскольку органические отходы разлагаются анаэробно. Захват свалочного газа для использования энергии, компостирование органических отходов и сокращение пищевых отходов способствуют снижению выбросов. Модель круговой экономики, которая подчеркивает сокращение, повторное использование и переработку материалов, рассматривает загрязнение в своем источнике, а не после того, как оно было создано.

Регулирующие рамки, такие как стандарты выбросов, ценообразование на выбросы и налоги на загрязнение создают экономические стимулы для более чистого производства. Европейская система торговли выбросами, крупнейший рынок углерода в мире, привела к значительному сокращению выбросов в производстве электроэнергии и промышленности. Аналогичные системы появляются в Китае, Южной Корее и некоторых частях Северной Америки. Однако одного только ценообразования на углерод недостаточно; дополнительные политики, такие как мандаты на возобновляемые источники энергии, стандарты эффективности и прямые инвестиции в чистую инфраструктуру, необходимы для глубокой декарбонизации.

Устойчивые решения: путь вперед

Устойчивые решения проблемы изменения климата заключаются не только в уменьшении вреда; они касаются перепроектирования человеческих систем для работы в пределах планетарных границ. Масштаб проблемы требует действий во всех секторах, от энергетики и транспорта до сельского хозяйства и строительства. Ни одного решения недостаточно, но портфель мер может стимулировать трансформацию, необходимую для стабилизации климата.

Инфраструктура возобновляемой энергии

Солнечная фотоэлектрика и ветряные турбины в настоящее время являются самыми дешевыми источниками электроэнергии в большинстве частей мира, снижая потребление угля и природного газа на основе уравновешенных затрат. Глобальные мощности возобновляемых источников энергии быстро растут, причем солнечные установки впервые в 2022 году должны превысить 200 гигаватт в год. Однако темпы развертывания должны ускориться для достижения климатических целей. По данным Международного энергетического агентства, к 2030 году мощность возобновляемых источников энергии должна утроиться, чтобы сохранить цель в 1,5 ° C в пределах досягаемости. Это требует не только большего количества солнечных и ветряных электростанций, но и инвестиций в сетевую инфраструктуру, хранение энергии и управление спросом.

Гидроэнергетика продолжает обеспечивать большую долю возобновляемой электроэнергии, но ее расширение сдерживается экологическими и социальными последствиями. Геотермальная энергия предлагает надежный источник базовой нагрузки с небольшим земельным следом, в то время как технологии океанской энергии остаются на ранней стадии развития. Интеграция переменных возобновляемых источников в электрические сети требует передового прогнозирования, гибкой генерации и интеллектуальных сетевых технологий, которые могут сбалансировать спрос и предложение в режиме реального времени.

Для декарбонизации отраслей, не связанных с электричеством, таких как промышленность и транспорт, требуются новые решения. Зеленый водород, производимый путем электролиза на основе возобновляемых источников энергии, может заменить ископаемое топливо в сталелитейном производстве, химическом производстве и тяжелом транспорте. Для компенсации остаточных выбросов в труднодоступных секторах могут потребоваться технологии прямого улавливания воздуха и накопления углерода, хотя они все еще дороги и не доказаны в масштабе.

Лесопосадка и лесонасаждение в масштабе

Восстановление деградированных лесов и посадка новых лесов являются одними из наиболее экономически эффективных природных климатических решений. Восстановление лесов не только удаляет углекислый газ из атмосферы, но и восстанавливает биоразнообразие, восстанавливает здоровье почв и поддерживает средства к существованию. По оценкам Института мировых ресурсов, есть возможность восстановить более 200 миллионов гектаров деградированных земель во всем мире, площадь примерно в два раза больше Египта. Такое восстановление может удалить миллиарды тонн углекислого газа из атмосферы в течение ближайших десятилетий.

Однако посадка деревьев не является заменой для защиты существующих лесов. Природные леса хранят гораздо больше углерода, чем монокультурные плантации, и поддерживают гораздо большее биоразнообразие. Приоритет должен заключаться в сохранении нетронутых экосистем, дополненных восстановлением там, где леса уже были утрачены. Реставрационные проекты под руководством общин, которые уважают местные права на землю и включают знания коренных народов, оказались более эффективными и долговечными, чем нисходящие крупномасштабные плантации. Примерами являются Движение «Зеленый пояс» в Кении, которое посадило более 50 миллионов деревьев, одновременно расширяя возможности женщин и укрепляя местное управление.

Устойчивое сельское хозяйство и управление земельными ресурсами

Сельское хозяйство может перейти от вырубки лесов и выбросов к использованию в качестве поглотителя углерода и биологического разнообразия. Такие методы, как агролесоводство, которое интегрирует деревья в сельскохозяйственные системы, улавливает углерод при одновременном улучшении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур. Безотопное земледелие, покрытие посевов и севооборот, уменьшают эрозию почвы и увеличивают органическое вещество в почвах, сохраняя углерод под землей. Улучшенное управление животноводством, включая улучшенные кормовые составы, ротационное выпас скота и улавливание метана из навоза, могут уменьшить выбросы от животноводства.

Диетические сдвиги в сторону растительных продуктов в регионах с высоким потреблением мяса предлагают дополнительное сокращение выбросов. Продукты животного происхождения, особенно говядина и баранина, имеют гораздо более высокий углеродный след, чем растительные альтернативы на грамм белка. Сокращение пищевых отходов, на которые приходится примерно 8 процентов глобальных выбросов парниковых газов, также снижает давление на землю и ресурсы. Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде оценивает, что 17 процентов продуктов питания, производимых во всем мире, тратится впустую на розничном, продовольственном и бытовом уровнях, причем еще большие потери происходят ранее в цепочке поставок.

Энергоэффективность и круговая экономика

Самые дешевые и чистые источники энергии - это энергия, которую мы не используем. Повышение энергоэффективности в зданиях, промышленности и на транспорте может обеспечить значительное сокращение выбросов при отрицательных затратах, что означает, что они экономят деньги в течение всего срока службы. Модернизация зданий, которая улучшает изоляцию, модернизирует окна и устанавливает эффективные системы отопления и охлаждения, может сократить потребление энергии на 30-50%. Меры по повышению эффективности промышленности, такие как рекуперация отработанного тепла и оптимизация процессов, снижение потребления энергии и эксплуатационных расходов. Стандарты эффективности топлива для транспортных средств в сочетании с переходом на электрическую мобильность, уже сокращают выбросы в транспортном секторе.

Циркулярная экономика расширяет принципы эффективности на материалы. Вместо извлечения, использования и выброса материалов, циркулярные системы сохраняют продукты и материалы в использовании как можно дольше путем повторного использования, ремонта, восстановления и переработки. Это уменьшает выбросы, связанные с добычей, переработкой и производством сырья. Например, переработка стали и цемента использует гораздо меньше энергии, чем первичное производство. Переработка пластмасс снижает как спрос на ископаемое топливо, так и загрязнение, хотя это остается технически и экономически сложным для многих типов полимеров.

Политика, финансы и общественное участие

Технологические решения необходимы, но недостаточны. Трансформация в устойчивую экономику требует поддерживающей политики, устойчивых инвестиций и широкого участия общественности. Ценообразование на выбросы углерода, стандарты портфеля возобновляемых источников энергии, строительные нормы и правила экономии топлива создают основу, в которой рынки могут стимулировать чистые инновации. Государственные инвестиции в исследования и разработки ускоряют прорывы в таких областях, как хранение энергии, передовая ядерная энергия и устойчивое авиационное топливо.

Обязательство развитых стран мобилизовать 100 млрд долларов в год на финансирование борьбы с изменением климата к 2020 году не было полностью выполнено, что подрывает доверие и замедляет действия. Финансирование потерь и ущерба, согласованное на КС28, знаменует собой важный шаг на пути к решению неизбежных последствий, но масштабы финансирования остаются намного ниже того, что необходимо.

Участие общественности и изменение поведения усиливают влияние политики и технологий. Люди могут уменьшить свой углеродный след, принимая решения о питании, путешествиях, использовании энергии и потреблении, но системные изменения, которые делают устойчивый выбор доступным и доступным, одинаково важны. Местные движения, молодежный климатический активизм и инициативы, возглавляемые сообществом, продолжают оказывать давление на правительства и корпорации, демонстрируя, что возможно другое будущее. Образование и повышение осведомленности остаются необходимыми для построения социального консенсуса, необходимого для поддержания амбициозных действий в области климата.

Оригинальное название: The Road Ahead

Деятельность человека меняет климат Земли и No 8217, но те же самые действия могут быть переориентированы на восстановление и устойчивость. Обезлесение, загрязнение и неустойчивое использование ресурсов привели планету к критическому порогу. Тем не менее решения находятся в пределах досягаемости: защита и восстановление лесов, переход к чистой энергии, сокращение загрязнения в источнике и внедрение устойчивости во все аспекты экономической жизни. Цена бездействия намного превышает стоимость трансформации. Каждый год задержки блокировки в большем потеплении, более экстремальные погодные условия и более высокие затраты на адаптацию и восстановление. Научный консенсус ясен, технологии существуют, и экономический случай убедителен. Остается коллективная воля действовать с необходимой скоростью и масштабом. Выбор, сделанный в этом десятилетии, определит климатическую траекторию на века вперед.