Сорок лет назад советский климатолог Михаил Будыко предсказал, что результатом антропогенной эмиссии углекислого газа станет резкий всплеск в развитии земной растительности и биосферы в целом. К 2016 году это подтвердили спутниковые снимки, но научные публикации о них вызвали серьезное неприятие: некоторые ученые попробовали опровергнуть факт озеленения. Новая работа показала, что оно не просто существует, но и ускоряется.
Мы все умираем или мы все, как никогда, процветаем?
То, что рост концентрации СО2 в воздухе вызывает ускоренное развитие растений, было известно больше сотни лет назад. Советский физик и климатолог Михаил Будыко, в 1970 году первым заявивший о неизбежности глобального потепления, потратил немало времени, чтобы оценить влияние антропогенных выбросов углерода на биосферу. В 1980-х он пришел к выводу, что эти выбросы спровоцируют экспансию растительности по всей планете, что облегчит жизнь и животным. Этот вывод — одна из ключевых причин, по которой он оценивал глобальное потепление как «билет в потерянный рай». Он был первым исследователем, сформулировавшим такую научную позицию.
В западном научном мире идеи Будыко долго вызывали отторжение. Хотя ряд ученых фиксировали озеленение планеты на спутниковых снимках, их работы активно оспаривались, идея о глобальном озеленении не была общепризнанной вплоть до публикации в Nature в 2016 году. Тогда группе авторов (первым среди которых был ученый из КНР) впервые удалось наглядно показать огромный масштаб глобального озеленения Земли, а также вычислениями установить, что на 70 процентов оно обусловлено именно выбросами СО2 и еще на восемь процентов — ростом глобальных температур. Как они выявили, сельскохозяйственная активность человека отвечала лишь за 13 процентов этого озеленения.
Однако публикация в Nature упала на неподготовленную почву: в западном научном мире всегда доминировала идея о губительности глобального потепления для биосферы. Поскольку истории планеты не известны случаи, когда биосфера страдала бы от резкой экспансии растительности, составляющей основу пищевой пирамиды, сразу несколько научных групп попытались оспорить выводы работы 2016 года. Сделать это для отрезка с 1982 по 2000 год было сложно, потому что наборов спутниковых данных по нему не так много, и все они однозначно показывают быстрое озеленение. Но кто ищет — тот всегда найдет, поэтому было предпринято множество попыток оспорить факт этого процесса для периода после 2000 года.
Одни авторы написали работы о том, что глобальное озеленение после 2000 года стагнировало, другие — даже что обратилось вспять. Как все это могло произойти, если спутники или фиксируют увеличенное количество зеленого на поверхности планеты, или нет? Ответ не очень сложен: если разбить наборы спутниковых наблюдений по группам, то можно заметить, что они показывают несколько разную динамику зеленого. Это неудивительно: аппаратная часть спутников может различаться по качеству, кроме того, некоторые из них провели на орбите больше времени, чем другие, и в работе их аппаратуры возникли ошибки. Если исследователь брал не все наборы данных, чтобы усреднить полученные значения, как авторы работы 2016 года, то мог найти среди этих наборов такие, где озеленение после 2000 года тормозилось.
Кроме того, оспаривающие выводы работы 2016 года попробовали учитывать не только нормализованный разностный индекс растительности, но и так называемый расширенный индекс растительности. В их подсчетах есть методологическая разница, поскольку нормализованный индекс чувствителен именно к хлорофиллу в целом, а расширенный — к особенностям кроны растений. Наконец, использовали еще один метод: брали отрезок покороче (после 2000 года, или даже после 2010 года) и замедление озеленения на нем трактовали как общий процесс последних лет.
Все эти противоречивые оценки создали серьезный информационный шум, за которым людям, далеким от научного мира, оказалось очень сложно понять, что, собственно, происходит. Озеленяется ли Земля, как предсказывал Будыко и констатировали китайские исследователи? Или, напротив, ее растительность и биосфера в XXI веке сжимаются?
Вопрос этот не совсем теоретический: если прав Будыко, то текущая дорогостоящая (на триллион плюс долларов в год) борьба с глобальным потеплением одновременно и борьба против зелени и биосферы в целом. Напротив, если правы его оппоненты, она — единственное спасение человечества от крайне болезненных последствий гибели растений и падения биопродуктивности планеты.
От «просто зеленого цвета» к конкретным цифрам
Авторы новой работы в Global Ecology and Conservation, группа ученых из КНР, попробовали оценить ситуацию на более надежном методологическом основании. Как они отмечают, вести споры о том, зеленеет планета или нет в смысле цвета, менее продуктивно, чем сосредоточиться на конкретном физическом параметре — индексе площади листьев. Чтобы выяснить площадь листьев и отделить ее от общего зеленого «сигнала» от наземной растительности, используются такие спутниковые наборы данных, что чувствительны к красной и ближней инфракрасной частям спектра.
Важной особенностью работы стало то, что авторы не отбирали спутниковые данные по принципу «те, что показывают максимум озеленения» или «те, что показывают максимум гибели растений». Напротив, они учли все четыре глобальных набора спутниковых данных по индексу площади листьев.
При этом у них получилось, что в 2001-2020 годах все четыре набора показывают статистически весьма значимый рост этого индекса для Земли в целом. Площадь листьев на планете расширялась на 55,15 процента от всей площади, где есть растительность, то есть устойчивое озеленение отмечалось на основной части суши. На 14,44 процента той же зоны наблюдался процесс обратный озеленению — «окоричневание», то есть отступление растений. Для остальной поверхности не было выраженного тренда ни в одну из сторон.
Интересная картина сложилась, когда авторы сопоставили связи между другими факторами, отслеживаемыми со спутников, и площадью листьев. Некоторые детали были очевидны заранее: там, где шло отступление растительности, влажность почвы снижалась. В тех частях планеты, где концентрация СО2 была выше обычного, лучше росли и растения. Но были и неожиданности: рост температур по времени совпадал с озеленением не только в тех частях планеты, где прохладно (Китай, Европа, включая Восточную), но и там, где жарко. Например, именно так было в ряде районов Индии.
Еще более неожиданным был тот факт, что между осадками (а также солнечным излучением) и озеленением связь оказалась очень слабой. То есть в регионах, где осадки росли, озеленение не было заметно более активным, а там, где они снижались, не было заметно слабее. Из этого косвенно следует, что наблюдаемые изменения в осадках слабо влияют на влажность почвы на долгосрочных отрезках.
По всей видимости, это связано с давно известным фактом: там, где появляется растительность, влажность почвы во многом регулируется именно ею, а не собственно осадками. Так происходит потому, что при дефиците осадков растения, живущие при высоком содержании СО2 в воздухе, могут сильно сужать устьица, крошечные отверстия на своих листьях. После такого сужения испарение ими воды из почвы минимизируется. В результате в земле сохраняется довольно много влаги, даже если осадки в том или ином году несколько ниже нормы.
Кто конкретно озеленил Землю?
Одним из ключевых возражений оппонентов идей Будыко и подтверждающих их спутниковых данных было то, что озеленение активнее всего происходит в Китае и Индии — странах с бурно развивающимся сельским хозяйством и, соответственно, большим вносом удобрений. В связи с этим в научном мире раздавались даже утверждения, что именно сельское хозяйство «отвечает за треть и, возможно, более, от наблюдаемого увеличения площади листьев» (то есть глобального озеленения). Разумеется, научпоп не лучшего качества пошел даже дальше и начал рассказывать то, чего никакие ученые никогда не заявляли: что якобы основная часть глобального озеленения объясняется влиянием сельского хозяйства.
https://naked-science.ru/article/climate/globalnoe-ozelenenie
