Присоединившись к Парижскому соглашению по климату в 2015 году, 192 страны мира обязались удержать прирост глобальной средней температуры намного ниже 2 °С сверх доиндустриальных уровней и приложить усилия в целях ограничения роста температуры до 1,5 °С. Однако за прошедшие семь лет усилия стран оказались крайне недостаточны для выполнения этого соглашения. Национальные планы по декарбонизации (определяемые на национальном уровне вклады, ОНУВы) в совокупности приводят к экспертным оценкам прироста глобальной средней температуры приблизительно на 2,3 °С. К сожалению, наилучшие шансы ограничить потепление уровнем 1,5 °C остались в прошлом — в Специальном докладе МГЭИК о глобальном потеплении на 1,5 °C нет сценариев сокращения выбросов, ограничивающих потепление уровнем 1,5 °C с вероятностью 66 % или более. Поскольку сохраняется надежда, что ОНУВы будут пересмотрены в сторону усиления, перед экспертами была поставлена задача: рассчитать сценарии, в которых прирост глобальной температуры временно превышал бы 1,5 °С, но оставался бы ниже 2 °С и снижался бы к 2100-му году до уровней ниже 1,5 °С. Такие сценарии называются «сценарии с превышением 1,5 °С».
Глобальная средняя температура перестанет расти, когда будет достигнут баланс между выбросами парниковых газов (ПГ) и их удалением из атмосферы («чистый нуль выбросов ПГ»). Для того, чтобы глобальная средняя температура начала снижаться, необходимо удалять из атмосферы больше ПГ, чем их выбрасывается (требуются чистые отрицательные выбросы CO2). Технологии, которые в настоящее время предлагаются, чтобы обеспечить это понижение температуры, обобщаются под термином «удаление двуокиси углерода» (УДУ).
Методы УДУ существенно различаются по способам улавливания и хранения CO2. Такие подходы, как облесение и лесовосстановление, связывание углерода в почве, усиленное выветривание и биоуголь, увеличивают количество CO2, поглощаемого растениями, минералами и питательными веществами, и запасают его на суше или в океане. Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (bioenergy with carbon capture and storage, BECCS) и прямое улавливание и хранением углерода в воздухе (direct air carbon capture and storage, DACCS) удаляют CO2 с помощью специальной технологической инфраструктуры и транспортируют уловленный углекислый газ в геологические резервуары.
Специальный отчет МГЭИК об изменении климата и земле (см. брифинг об этом отчете здесь) определил сопутствующие выгоды от некоторых вариантов развертывания УДУ, особенно для облесения и лесовозобновления, связывания почвенного углерода и биоугля. Однако развертывание УДУ всех типов не проверено на практике и связано с многочисленными ограничениями осуществимости и устойчивости. Потенциально широкомасштабные побочные эффекты методов УДУ могут повлиять на их потенциал удаления CO2 и снижения температуры, а также повлиять на достижение целей устойчивого развития, например, в отношении воды, продуктов питания и биоразнообразия.
Основные проблемы УДУ связаны с большими земельными, водными и финансовыми потребностями, а также ограничениями в отношении долгосрочного хранения удаленного CO2. Технологии улавливания и хранения углерода BECCS и DACCS в настоящее время не имеют технологической готовности. Метод BECCS имеет дополнительные проблемы из-за особенно высоких требований к земле и воде и связанных с этим проблемами конкуренции с продовольственными культурами, ущерба для биоразнообразия и интенсивного использования удобрений. Однако DACCS требует гораздо больше энергии для удаления того же количества CO2, чем BECCS, и эти потребности в энергии должны обеспечиваться только за счет возобновляемых источников энергии.
Даже если предположить, что объемы годового потенциала УДУ могут составить 10 Гт CO2 или более, фактические темпы обеспечиваемого ими снижения температуры будут составлять около 0,05 °C за десятилетие. Это означает, что для устранения любого превышения предельной температуры потребуются десятилетия, а для значительных превышений подразумевается, что глобальные средние температуры будут выше 1,5 °C в течение нескольких десятилетий. На рисунке ниже показана взаимозависимость величины превышения и продолжительности превышения при допущении снижения температуры на 0,05 °C за десятилетие. При меньших и более безопасных уровней УДУ снижение температуры будет еще медленнее.
В сценариях с превышением могут быть временно превышены различные критические пороги, приводя к потенциально необратимым последствиям. К ним относятся: повышение уровня океана, нарушения некоторых систем циркуляции океана, утрата ледников, ледяных щитов и вечной мерзлоты. Риск резких изменений и превышения критических значений увеличивается с более высокими уровнями потепления и более длительными периодами превышения температурных пределов.
Глобальное повышение уровня моря будет продолжаться от столетий до тысячелетий даже после того, как температура достигнет своего пика. Потеря ледников может быть необратимой во временных масштабах от десятилетий до столетий. Ледники являются основным источником пресной воды для миллиардов людей во всем мире. После первоначального увеличения ледникового стока возникнет значительный риск нехватки воды в стоковых бассейнах.
Изменение мест обитания и экстремальные явления приведут к риску утраты и исчезновения видов, которые могут быть необратимыми. Экосистемам и видам необходимо не только адаптироваться к быстрому повышению температуры, но и столкнуться с проблемой преодоления более низкого уровня потепления после пика температуры. Прогнозируется, что коралловые рифы сократятся на 70–90 % при потеплении на 1,5 °C, и практически все (> 99 %) исчезнут при потеплении на 2 °C.
Точно так же экстремальные явления, такие как обширные засухи и связанные с ними риски пожаров, могут уничтожать лесные экосистемы (напр., тропические леса Амазонки или леса Сибири), которые, вероятно, потом не восстановятся до того же состояния, даже если температура снизится до прежних уровней.
Вечная мерзлота и содержащиеся в ней соединения углерода будут потеряны во время фазы потепления и после нее. Поскольку высвобождение углерода в результате таяния вечной мерзлоты необратимо в течение сотен лет, сценарии с превышением будут иметь серьезные последствия для вечной мерзлоты, а высвобождающийся углерод еще больше ускорит потепление. Проблема таяния вечной мерзлоты особенно актуальна для России, в которой вечномерзлые грунты занимают около 2/3 территории. На значительной части этой территории, почти на половине, вечная мерзлота, по прогнозам, оттает (см. рисунок ниже). Местность превратится в непроходимое болото, а возведенные строения будут буквально «проваливаться под землю».
Человечеству придется, по крайней мере на время, адаптироваться к воздействиям, связанным с превышением температуры, а не к уровням конца века. Однако, по данным МГЭИК, способность к адаптации ограничена и может быть превышена в некоторых регионах при потеплении выше 1,5 °C.
Даже при принятии решительных и срочных мер по декарбонизации нельзя с уверенностью исключать превышения температурного предела потепления из-за неопределенности реакции климатической системы на повышение содержания ПГ в атмосфере. Также нельзя с уверенностью заключить, что существуют сценарии с превышением предела потепления на 1,5 °C на большую величину и с последующим снижением глобальной средней температуры, поскольку осуществимость и эффективность УДУ для снижения температуры сомнительны. Но хотя нельзя исключить превышение потеплением предела 1,5 °C из-за неопределенностей в климатических реакциях, сильные меры по смягчению последствий в самые ближайшие сроки могут снизить связанные с превышением ущербы и риски.