Оптимальный климат и глобальное потепление
В спорах по поводу глобального потепления часто звучит такой аргумент: «но потепление - это же хорошая штука! Особенно для наших широт. Ведь никто не любит холод!»
Аргумент вполне логичный. Но, чтобы добавить ему вес, нужно подкрепить его количественными данными. Какой климат для человека оптимален и как изменится ситуация в результате потепления планеты? Здесь нам очень поможет работа «Future of the human climate niche» от международного коллектива ученых. Давайте посмотрим, что им удалось выяснить.
Для начала надо понять, что имеется в нашем (человечества) распоряжении. Этот график показывает распределение площади суши по среднегодовой температуре и количеству осадков:
Здесь по вертикали - температура в °С, по горизонтали - осадки в мм/год. Красный цвет - большая площадь суши с таким сочетанием температуры и осадков, тёмно-синий - отсутствие таких мест. Как видим, на планете хватает мест с температурой от -10 до +30°С, осадки в основном сконцентрированы в диапазоне 0-1000 мм/год, за исключением узкой полосы с температурой +25-27°С.
Теперь посмотрим на плотность расселения людей в тех же координатах температура-осадки:
Здесь красный цвет - большая населенность в местах с данным сочетанием температуры и осадков, тёмно-синий - отсутствие населения. Как видим, люди расселены гораздо более компактно, предпочитая узкую полосу температур.
Причем эта полоса не совпадает с полосой наилучших условий для сельского хозяйства. Вот как выглядит график потенциальной производительности:
Но это современное расселение. А как обстояли дела в прошлом? Авторы сделали аналогичные расчеты для 6 тыс. лет до н.э., 500 и 300 лет до н.э.:
Левый график не очень читабельный, но можно увидеть, что распределение населения по среднегодовой температуре в месте проживания изменялось не слишком сильно за последние 8 тысяч лет. На правом графике (среднее значение и стандартное отклонение) это видно четче.
Исходя из такого исторического постоянства, авторы делают вывод, что именно этот температурный диапазон и является оптимальным для человека.
А теперь обратите внимание на красную линию, обозначающую климат в 2070 году при самом «скверном» сценарии потепления RCP8.5. Её самый высокий «горб» приходится на +30°С - температуру не только гораздо выше выявленного оптимума, но и вообще на уровне самых жарких мест на планете сегодня. Именно в таких условиях рискует жить значительная часть населения.
Среднегодовая температура, взвешенная по плотности расселения, вырастет на 7,5 градусов - скачок, в разы превосходящий предыдущие колебания. Для наглядности - карта:
Черным цветом на ней показаны области, где сейчас среднегодовая температура превышает 29°С. Это несколько мест в Сахаре и на Аравийском полуострове. Штриховка - области > 29°С через пятьдесят лет. В «экстремальную зону» попадает вся Сахара, Сахель, почти вся Западная Африка, половина Южной Америки, Индостан, Юго-Восточная Азия и север Австралии. В совокупности - 19% суши.
Хорошо, с «экстремальной» частью разобрались. А что с «оптимальной»? Вот еще карты:
Тёмные цвета - «оптимальный» климат, светлые оттенки - «неподходящий». Очень хорошо видно, что «оптимальная» зона смещается в более высокие широты, а главными выгодоприобретателями становится Европа (в т.ч. российская ее часть), север США и юг Канады.
Что из этого следует? Вынужденная миграция, полагают авторы. В огромных масштабах. История знает немало прецедентов, когда из-за климатических изменений целые народы снимались с места и перемещались на тысячи километров, что становилось причиной войн и крушения государств. 21-ый век грозит затмить исторические хроники. В поисках «оптимального» климата до 3,5 миллиардов людей могут поменять место жительства.
Что ж, звучит более чем серьезно. Но насколько обоснованы эти выводы, и насколько адекватна предлагаемая учеными модель «оптимального» для человека климата? Давайте разбираться.
Первое, что бросается в глаза: ученые отдают предпочтение наиболее «жаркому» сценарию глобального потепления, RCP8.5, который соответствует «бизнесу-как-обычно». Между тем всё большее число климатологов склоняется к тому, что этот сценарий нереалистичен. Сжечь за 21 век столько ископаемого топлива, сколько он требует, будет трудно чисто с технической точки зрения (например, нужно в 6 раз увеличить потребление угля).
В тот момент, когда предлагался RCP8.5 - середина 2000-ых - стремительно наращивал энергопотребление Китай, другие развивающиеся страны тоже показывали хороший аппетит. Но даже тогда вероятность этого сценария оценивалась на уровне 10%. Сейчас, в 2020-ом, мы видим уверенный рост доли возобновляемой энергетики и хороший потенциал развития электротранспорта. Темп роста развивающихся экономик просел после кризиса-2008, еще заметнее просела энергоинтенсивность роста. Соответственно, вероятность RCP8.5 упала еще ниже, вплоть до значений, где он теряет всякую актуальность.
Второе: помимо климатического, авторы отдают некоторое предпочтению одному из множества социально-экономических сценариев будущего. Это сценарий SSP3 «Региональное соперничество». Да, c одной стороны он комплиментарен RCP8.5, так как подразумевает сложности на пути к декарбонизации. Но здесь надо сделать акцент на то, что этот сценарий предполагает высокий прирост населения в развивающихся странах (между «средней» и «высокой» траекториями прогноза населения от ООН).
Поскольку именно Индия, Китай, Юго-Восточная Азия и Африка попадают в число регионов с резко ухудшившимися климатическими условиями, выбор это сценария косвенно увеличивает число людей с риском вынужденной миграции.
К чести исследователей, в дополнительных материалах к своей работе они опубликовали данные для множества комбинаций климатических и социоэкономических сценариев. Вот так выглядят оценки числа потенциальных мигрантов:
Если брать более реалистичные сценарии, RCP4.5 для климата и SSP2/SSP4/SSP5 для социально-экономических параметров, получаем около 2 млрд. потенциальных мигрантов. Цифра хоть и более низкая, но всё равно по-прежнему гигантская.
Более серьезные вопросы стоит задать по поводу главной предпосылки для моделирования. А именно, насколько климатические параметры определяют плотность расселения людей? Ведь именно тезис о строгой и неизменной зависимости плотности населения от климата лежит в основе выводов о последствиях глобального потепления. Является ли он верным? Давайте вновь посмотрим на эту карту:
Тёмные оттенки соответствуют климату, который автор определили как «оптимальный» для людей. «Оптимальный» потому, что там сейчас живут люди. Но справедливо ли обратное: люди живут там, где климат «оптимальный»? Вот фактическая плотность населения:
Обратите внимание на юг Африки и Австралии, Южную Америку и Среднюю Азию к востоку от Каспия. Все эти зоны, по расчетам авторов, обладают благословенным климатом и, следовательно, должны быть максимально обжитыми. Но в реальности плотность населения на этих территориях невелика.
И напротив, в долине реки Ганг (одно из самых густонаселенных мест на планете) и Центральной Европе климат далеко не идеален, что не мешает проживать там большому числу людей.
Следовательно, гипотеза о том, что плотность населения определяется климатом, верна только отчасти. Это признают и сами исследователи: «историческая преемственность (включая влияние на траекторию) может играть определенную роль в инерции [климатических предпочтений], которую мы наблюдаем...» Другими словами, люди живут там, где жили их предки. А поскольку климат оставался довольно стабильным, климатические рамки расселения людей также демонстрируют постоянство.
Например, если бы мы провели современные границы Индии и Китая 1000 и 2000 лет назад, эти территории всё так же были бы с большим отрывом самыми крупными по численности населения в тот момент времени.
Можно было бы не разделять «климатический» и «исторический» факторы, если бы влияние климата на численность популяции оставалось неизменным. Грубо говоря, то, что позволяло людям «плодиться и размножаться» 6 тысяч лет назад, работало бы на пользу и сегодня. Но это не так.
6 тысяч лет назад, в неолитическую эпоху, численность популяции зависела от того, сколько продовольствия община может вырастить на своей земле, располагая каменными инструментами и небогатым выбором одомашненных растений и животных.
Сегодня благодаря сверхдешевой логистике и глобальному рынку продовольствие огибает половину земного шара, прежде чем попасть на стол потребителю, который может жить в какой угодно климатической зоне. В распоряжении человека - генная инженерия, стальные машины в тысячу лошадиных сил, интеллектуальные агротехники и автономные вертикальные фермы. А рост населения зависит от льготной ставки по ипотеке и наличия свободных мест в детских садиках. И все эти изменения произошли за последние 40 лет - буквально мгновение в историческом масштабе.
Можно ли в таких условиях говорить о неизменности климатической ниши человека? Можно, но этот разговор требует более тонкого анализа, чем выведение оптимальной температуры из плотности расселения. Скажем, чтобы отстроиться от исторического фона, пригодились бы данные о динамике роста населения в разных климатических условиях. Предпочтительно в увязке с социально-экономическими факторами - ведь они сильно влияют на демографические процессы.
Такой подход позволил бы точнее оценить риски вынужденной миграции - еще одной ключевой темы исследования. Авторы ограничиваются тем, что оценивают потенциальную миграцию как число людей, которые выходят за рамки «оптимального» распределения по климатическим условиям. Разумеется, так не учитываются ни возможности адаптации, ни демографические изменения - рост населения условного «глобального Юга». Анализ плотности расселения в динамике позволил бы пролить свет на степень адаптации к новым климатическим реалиям.
Еще один важный аспект - адекватность показателя «средняя годовая температура» для оценки благоприятности климата. Возможно, стоит обратить внимание на другие индикаторы? В частности, уже вышел ряд исследований, посвященных анализу пиковой температуры в рамках глобального потепления. В случае пиковой температуры трактовка «экологической ниши» человека предельно четкая: есть физиологический предел, выше которого организм через какое-то время просто погибает.
Так что пока, на мой взгляд, вопрос об «оптимальном» климате еще остается открытым. Но сторонникам борьбы с российскими морозами стоит помнить про риски и отрицательные последствия, которые достанутся другим частям планеты.
___________________________________________________________
Друзья, я начал вести канал в Телеграм: Экономика знаний. Подписывайтесь!
Аргумент вполне логичный. Но, чтобы добавить ему вес, нужно подкрепить его количественными данными. Какой климат для человека оптимален и как изменится ситуация в результате потепления планеты? Здесь нам очень поможет работа «Future of the human climate niche» от международного коллектива ученых. Давайте посмотрим, что им удалось выяснить.
Для начала надо понять, что имеется в нашем (человечества) распоряжении. Этот график показывает распределение площади суши по среднегодовой температуре и количеству осадков:
Здесь по вертикали - температура в °С, по горизонтали - осадки в мм/год. Красный цвет - большая площадь суши с таким сочетанием температуры и осадков, тёмно-синий - отсутствие таких мест. Как видим, на планете хватает мест с температурой от -10 до +30°С, осадки в основном сконцентрированы в диапазоне 0-1000 мм/год, за исключением узкой полосы с температурой +25-27°С.
Теперь посмотрим на плотность расселения людей в тех же координатах температура-осадки:
Здесь красный цвет - большая населенность в местах с данным сочетанием температуры и осадков, тёмно-синий - отсутствие населения. Как видим, люди расселены гораздо более компактно, предпочитая узкую полосу температур.
Причем эта полоса не совпадает с полосой наилучших условий для сельского хозяйства. Вот как выглядит график потенциальной производительности:
Но это современное расселение. А как обстояли дела в прошлом? Авторы сделали аналогичные расчеты для 6 тыс. лет до н.э., 500 и 300 лет до н.э.:
Левый график не очень читабельный, но можно увидеть, что распределение населения по среднегодовой температуре в месте проживания изменялось не слишком сильно за последние 8 тысяч лет. На правом графике (среднее значение и стандартное отклонение) это видно четче.
Исходя из такого исторического постоянства, авторы делают вывод, что именно этот температурный диапазон и является оптимальным для человека.
А теперь обратите внимание на красную линию, обозначающую климат в 2070 году при самом «скверном» сценарии потепления RCP8.5. Её самый высокий «горб» приходится на +30°С - температуру не только гораздо выше выявленного оптимума, но и вообще на уровне самых жарких мест на планете сегодня. Именно в таких условиях рискует жить значительная часть населения.
Среднегодовая температура, взвешенная по плотности расселения, вырастет на 7,5 градусов - скачок, в разы превосходящий предыдущие колебания. Для наглядности - карта:
Черным цветом на ней показаны области, где сейчас среднегодовая температура превышает 29°С. Это несколько мест в Сахаре и на Аравийском полуострове. Штриховка - области > 29°С через пятьдесят лет. В «экстремальную зону» попадает вся Сахара, Сахель, почти вся Западная Африка, половина Южной Америки, Индостан, Юго-Восточная Азия и север Австралии. В совокупности - 19% суши.
Хорошо, с «экстремальной» частью разобрались. А что с «оптимальной»? Вот еще карты:
Тёмные цвета - «оптимальный» климат, светлые оттенки - «неподходящий». Очень хорошо видно, что «оптимальная» зона смещается в более высокие широты, а главными выгодоприобретателями становится Европа (в т.ч. российская ее часть), север США и юг Канады.
Что из этого следует? Вынужденная миграция, полагают авторы. В огромных масштабах. История знает немало прецедентов, когда из-за климатических изменений целые народы снимались с места и перемещались на тысячи километров, что становилось причиной войн и крушения государств. 21-ый век грозит затмить исторические хроники. В поисках «оптимального» климата до 3,5 миллиардов людей могут поменять место жительства.
Что ж, звучит более чем серьезно. Но насколько обоснованы эти выводы, и насколько адекватна предлагаемая учеными модель «оптимального» для человека климата? Давайте разбираться.
Первое, что бросается в глаза: ученые отдают предпочтение наиболее «жаркому» сценарию глобального потепления, RCP8.5, который соответствует «бизнесу-как-обычно». Между тем всё большее число климатологов склоняется к тому, что этот сценарий нереалистичен. Сжечь за 21 век столько ископаемого топлива, сколько он требует, будет трудно чисто с технической точки зрения (например, нужно в 6 раз увеличить потребление угля).
В тот момент, когда предлагался RCP8.5 - середина 2000-ых - стремительно наращивал энергопотребление Китай, другие развивающиеся страны тоже показывали хороший аппетит. Но даже тогда вероятность этого сценария оценивалась на уровне 10%. Сейчас, в 2020-ом, мы видим уверенный рост доли возобновляемой энергетики и хороший потенциал развития электротранспорта. Темп роста развивающихся экономик просел после кризиса-2008, еще заметнее просела энергоинтенсивность роста. Соответственно, вероятность RCP8.5 упала еще ниже, вплоть до значений, где он теряет всякую актуальность.
Второе: помимо климатического, авторы отдают некоторое предпочтению одному из множества социально-экономических сценариев будущего. Это сценарий SSP3 «Региональное соперничество». Да, c одной стороны он комплиментарен RCP8.5, так как подразумевает сложности на пути к декарбонизации. Но здесь надо сделать акцент на то, что этот сценарий предполагает высокий прирост населения в развивающихся странах (между «средней» и «высокой» траекториями прогноза населения от ООН).
Поскольку именно Индия, Китай, Юго-Восточная Азия и Африка попадают в число регионов с резко ухудшившимися климатическими условиями, выбор это сценария косвенно увеличивает число людей с риском вынужденной миграции.
К чести исследователей, в дополнительных материалах к своей работе они опубликовали данные для множества комбинаций климатических и социоэкономических сценариев. Вот так выглядят оценки числа потенциальных мигрантов:
Если брать более реалистичные сценарии, RCP4.5 для климата и SSP2/SSP4/SSP5 для социально-экономических параметров, получаем около 2 млрд. потенциальных мигрантов. Цифра хоть и более низкая, но всё равно по-прежнему гигантская.
Более серьезные вопросы стоит задать по поводу главной предпосылки для моделирования. А именно, насколько климатические параметры определяют плотность расселения людей? Ведь именно тезис о строгой и неизменной зависимости плотности населения от климата лежит в основе выводов о последствиях глобального потепления. Является ли он верным? Давайте вновь посмотрим на эту карту:
Тёмные оттенки соответствуют климату, который автор определили как «оптимальный» для людей. «Оптимальный» потому, что там сейчас живут люди. Но справедливо ли обратное: люди живут там, где климат «оптимальный»? Вот фактическая плотность населения:
Обратите внимание на юг Африки и Австралии, Южную Америку и Среднюю Азию к востоку от Каспия. Все эти зоны, по расчетам авторов, обладают благословенным климатом и, следовательно, должны быть максимально обжитыми. Но в реальности плотность населения на этих территориях невелика.
И напротив, в долине реки Ганг (одно из самых густонаселенных мест на планете) и Центральной Европе климат далеко не идеален, что не мешает проживать там большому числу людей.
Следовательно, гипотеза о том, что плотность населения определяется климатом, верна только отчасти. Это признают и сами исследователи: «историческая преемственность (включая влияние на траекторию) может играть определенную роль в инерции [климатических предпочтений], которую мы наблюдаем...» Другими словами, люди живут там, где жили их предки. А поскольку климат оставался довольно стабильным, климатические рамки расселения людей также демонстрируют постоянство.
Например, если бы мы провели современные границы Индии и Китая 1000 и 2000 лет назад, эти территории всё так же были бы с большим отрывом самыми крупными по численности населения в тот момент времени.
Можно было бы не разделять «климатический» и «исторический» факторы, если бы влияние климата на численность популяции оставалось неизменным. Грубо говоря, то, что позволяло людям «плодиться и размножаться» 6 тысяч лет назад, работало бы на пользу и сегодня. Но это не так.
6 тысяч лет назад, в неолитическую эпоху, численность популяции зависела от того, сколько продовольствия община может вырастить на своей земле, располагая каменными инструментами и небогатым выбором одомашненных растений и животных.
Сегодня благодаря сверхдешевой логистике и глобальному рынку продовольствие огибает половину земного шара, прежде чем попасть на стол потребителю, который может жить в какой угодно климатической зоне. В распоряжении человека - генная инженерия, стальные машины в тысячу лошадиных сил, интеллектуальные агротехники и автономные вертикальные фермы. А рост населения зависит от льготной ставки по ипотеке и наличия свободных мест в детских садиках. И все эти изменения произошли за последние 40 лет - буквально мгновение в историческом масштабе.
Можно ли в таких условиях говорить о неизменности климатической ниши человека? Можно, но этот разговор требует более тонкого анализа, чем выведение оптимальной температуры из плотности расселения. Скажем, чтобы отстроиться от исторического фона, пригодились бы данные о динамике роста населения в разных климатических условиях. Предпочтительно в увязке с социально-экономическими факторами - ведь они сильно влияют на демографические процессы.
Такой подход позволил бы точнее оценить риски вынужденной миграции - еще одной ключевой темы исследования. Авторы ограничиваются тем, что оценивают потенциальную миграцию как число людей, которые выходят за рамки «оптимального» распределения по климатическим условиям. Разумеется, так не учитываются ни возможности адаптации, ни демографические изменения - рост населения условного «глобального Юга». Анализ плотности расселения в динамике позволил бы пролить свет на степень адаптации к новым климатическим реалиям.
Еще один важный аспект - адекватность показателя «средняя годовая температура» для оценки благоприятности климата. Возможно, стоит обратить внимание на другие индикаторы? В частности, уже вышел ряд исследований, посвященных анализу пиковой температуры в рамках глобального потепления. В случае пиковой температуры трактовка «экологической ниши» человека предельно четкая: есть физиологический предел, выше которого организм через какое-то время просто погибает.
Так что пока, на мой взгляд, вопрос об «оптимальном» климате еще остается открытым. Но сторонникам борьбы с российскими морозами стоит помнить про риски и отрицательные последствия, которые достанутся другим частям планеты.
___________________________________________________________
Друзья, я начал вести канал в Телеграм: Экономика знаний. Подписывайтесь!