Изменение климата в Антарктиде
Измене́ние кли́мата в Антаркти́де (англ. Climate change in Antarctica) — изменение климата, вызванное выбросами парниковых газов в результате деятельности человека, происходит по всей Земле, и хотя Антарктида менее уязвима к нему, чем любой другой континент, но изменения наблюдаются и там[1]. С 1959 года по всему континенту наблюдается среднее повышение температуры более чем на 0,05 °C за десятилетие, хотя оно было неравномерным[2].
Западная Антарктида нагрелась более чем на 0,1 °C в десятилетие с 1950-х по 2000-е годы, а Антарктический полуостров нагрелся на 3 °C с середины XX века[3]. Более холодная и стабильная Восточная Антарктида до 2000-х годов испытывала похолодание[4][5]. Вокруг Антарктиды Южный океан поглотил больше тепла из океана, чем любой другой океан[6], и на глубине ниже 2000 м наблюдалось сильное потепление[7]. С 1955 года температура воды в океане у берегов Западной Антарктики повысилась на 1 °C[3].
Потепление Южного океана вокруг Антарктиды привело к ослаблению или разрушению шельфовых ледников, которые плавают у берегов и стабилизируют их. Многие прибрежные ледники теряют массу и отступают, что приводит к ежегодной потере льда в Антарктиде[7], хотя Восточно-Антарктический ледниковый щит продолжает набирать лёд. Ожидается, что к 2100 году чистая потеря льда в Антарктиде добавит около 11 см к глобальному повышению уровня моря. Нестабильность морского ледяного покрова может привести к увеличению вклада Западной Антарктиды на десятки сантиметров, если это произойдёт до 2100 года[7]. При более сильном потеплении нестабильность будет гораздо более вероятной и может удвоить глобальное повышение уровня моря в XXI веке[8][9][10].
Поступление талой воды со льда в количестве 1100—1500 млрд тонн в год разбавляет солёную донную воду Антарктики[11][12], ослабляя нижнюю ячейку циркуляции Южного океана, нарушающей циркуляцию[7]. Согласно некоторым исследованиям, полный крах ячейки циркуляции южного океана может произойти при глобальном потеплении от 1,7 °C до 3 °C[13], хотя ожидается, что все последствия проявятся в течение нескольких столетий. К ним относятся уменьшение количества осадков в Южном полушарии и увеличение их количества в Северном полушарии, возможное сокращение рыбных промыслов в Южном океане и потенциальный коллапс некоторых морских экосистем[14]. В то время как многие виды антарктических животных остаются неисследованными, наблюдается рост антарктичевской флоры[15], и крупная фауна, такие как пингвины, уже испытывает трудности с сохранением подходящей среды обитания. На свободных ото льда территориях вечная мерзлота оттаивает, выделяя парниковые газы и ранее замороженные загрязнения[16].
Западно-Антарктический ледниковый щит, скорее всего, полностью растает[17][18][19], если температура не снизится на 2 °C по сравнению с уровнем 2020 года[20]. Таяние этого ледникового покрова займёт от 2000 до 13 000 лет[21][22], хотя несколько столетий высоких выбросов парниковых газов могут сократить этот срок до 500 лет[23]. Если ледниковый покров растает, уровень моря поднимется на 3,3 м, а если растают и ледяные шапки на горах, то на 4,3 м[24]. Изостатический отскок может привести к дополнительному повышению уровня Мирового океана на 1 м в течение следующих 1000 лет[23]. Более стабильный Восточно-Антарктический ледниковый щит может вызвать повышение уровня моря всего на 0,5 м — 0,9 м по сравнению с текущим уровнем потепления, что составляет лишь малую часть от 53,3 м, содержащихся в целом ледниковом щите.[25] При глобальном потеплении примерно на 3 °C уязвимые районы, такие как бассейн Уилкса и бассейн Авроры, могут разрушиться в течение примерно 2000 лет[21][22], то потенциально приведёт к повышению уровня моря на 6,4 м[23]. Полное таяние и исчезновение Восточно-Антарктического ледникового покрова потребует не менее 10 000 лет и произойдёт только в том случае, если глобальное потепление достигнет 5 °C — 10 °C[21][22].
Изменения температуры и погоды
Антарктида — самый холодный и сухой континент на Земле, а также самый высокий по средней высоте[1]. Сухость Антарктиды означает, что в воздухе содержится мало водяного пара и он плохо проводит тепло[26] Южный океан, окружающий континент, гораздо эффективнее поглощает тепло, чем любой другой океан[27]. Наличие обширного круглогодичного морского льда, который обладает высоким альбедо отражающей способностью поглощать тепло увеличивает альбедо собственной яркой белой поверхности ледяных щитов[1]. Холод в Антарктиде означает, что это единственное место на Земле, где каждую зиму происходит инверсия температуры в атмосфере[1]. В других местах на Земле атмосфера наиболее тёплая у поверхности и становится холоднее по мере увеличения высоты. Во время антарктической зимы поверхность центральной части Антарктиды становится холоднее, чем средние слои атмосферы[26]; это означает, что парниковые газы удерживают тепло в средних слоях атмосферы и уменьшают его приток к поверхности и в космос, а не препятствуют притоку тепла из нижних слоёв атмосферы в верхние. Этот эффект сохраняется до конца антарктической зимы[26][1]. В начале Климатические модели предсказывали, что температурные тенденции в Антарктиде будут проявляться медленнее и будут менее заметными, чем в других местах[28].
По всему континенту было менее 20 постоянных метеорологических станций и только две во внутренних районах континента. Автоматические метеостанции были развёрнуты относительно поздно, и данные их наблюдений были кратковременными на протяжении большей части XX века. Спутниковые измерения температуры начались в 1981 году и обычно ограничены условиями без облаков. Таким образом, наборы данных, представляющие весь континент, начали появляться только к самому концу XX века[29]. Исключением был Антарктический полуостров, где потепление было ярко выраженным и хорошо задокументированным[30]; в конечном итоге было установлено, что с середины XX века температура там повысилась на 3 °C[3]. На основе этих ограниченных данных в нескольких статьях, опубликованных в начале 2000-х годов, говорилось об общем похолодании в континентальной Антарктиде за пределами полуострова[31][32].
Анализ 2002 года, проведённый Питером Дораном, получил широкое освещение в СМИ после того, как он также указал на более сильное похолодание, чем потепление, в период с 1966 по 2000 год, и обнаружил, что в сухих долинах Мак-Мердо в Восточной Антарктиде наблюдалось похолодание на 0,7 ° C за десятилетие[33], местная тенденция, которая была подтверждена последующими исследованиями в Мак-Мердо[34]. Несколько журналистов заявили, что эти выводы «противоречат» глобальному потеплению[35][36][37][38][39][40]. несмотря на то, что в документе были отмечены ограниченные данные и обнаружено потепление на 42 % территории континента[33][41][42]. О том что стало известно как спорная теория об охлаждении Антарктики, привлекло дополнительное внимание в 2004 году, когда Майкл Крайтон написал роман «Состояние страха», в котором говорилось о заговоре учёных-климатологов с целью создания теории глобального потепления и утверждалось, что исследование Дорана окончательно доказало отсутствие потепления в Антарктиде за пределами полуострова[43]. В то время на книгу откликнулось относительно немного учёных, но она была упомянута на слушаниях в Сенате США в 2006 году в поддержку отрицания изменения климата. Питер Доран опубликовал в The New York Times заявление, осуждающее неверную интерпретацию его работы. Британская антарктическая служба и НАСА также опубликовало заявления, подтверждающие силу науки о климате после слушаний[44][45].
К 2009 году исследователи смогли объединить исторические данные метеостанций со спутниковыми измерениями, чтобы создать последовательные температурные записи, начиная с 1957 года, которые продемонстрировали потепление более чем на 0,05 °C за десятилетие с 1957 года по всему континенту. Похолодание в Восточной Антарктиде компенсировалось средним повышением температуры не менее чем на 0,176 ± 0,06 °C за десятилетие в Западной Антарктиде[2][46]. Последующие исследования подтвердили явное потепление в Западной Антарктиде в XX веке, и единственным сомнительным моментом была его величина[47]. В течение 2012—2013 годов оценки, основанные на кернах льда WAIS Divide и пересмотренных данных о температуре со станции Берд, предполагали гораздо большее потепление Западной Антарктиды на 2,4 ° C с 1958 года, или около 0,46 ° C за десятилетие[48][49][50][51], хотя в этом была неопределённость[52]. В 2022 году исследование сузило потепление Центральной области Западноантарктического ледяного щита в период с 1959 по 2000 год до 0,31 ° C за десятилетие и окончательно объяснило это увеличением концентрации парниковых газов, вызванным деятельностью человека[53].
В период с 2000 по 2020 год локальные изменения в моделях атмосферной циркуляции, такие как междекадное тихоокеанское колебание и южный кольцевой режим замедлили или частично остановили потепление в Западной Антарктиде, а на Антарктическом полуострове с 2002 года наблюдается похолодание[54][55][56].
Хотя колебания в этих закономерностях естественны, истощение озонового слоя также привело к тому, что южный кольцевой режим стал сильнее, чем за последние 600 лет наблюдений. Исследования предсказывали ослабление южный кольцевого режима, как только озоновый слой начал восстанавливаться после Монреальского протокола, начиная с 2002 года[57][58][59], и эти изменения соответствуют их прогнозам[60]. По мере того как эти закономерности менялись на противоположные, в Восточной Антарктиде в течение этих 20 лет наблюдалось явное потепление[5][61]. В частности, Южный полюс нагревался на 0,61 ± 0,34 °C за десятилетие в период с 1990 по 2020 год, что в три раза превышает средний показатель по миру[4][62]. Тенденция к потеплению в Антарктиде продолжилась и после 2000 года, и в феврале 2020 года на континенте была зафиксирована самая высокая температура — 18,3 °C, что на один градус выше предыдущего рекорда в 17,5 °C в марте 2015 года[63].
Модели предсказывают, что при самом интенсивном сценарии изменения климата, известном как RCP8.5, к 2100 году температура в Антарктике повысится в среднем на 4 °C; это повышение будет сопровождаться увеличением количества осадков на 30 % и сокращением площади морского льда на 30 %[64]. RCP были разработаны в конце 2000-х, а в начале 2020-х годов исследования показали, что RCP8.5 гораздо менее вероятен[65], чем более умеренные сценарии, такие как RCP 4.5, которые находятся между наихудшим сценарием и целями Парижского соглашения[66][67].
Влияние на океанские течения
В период с 1971 по 2018 год более 90 % тепловой энергии, вызванной глобальным потеплением, поступило в океаны[68]. Южный океан поглощает больше всего тепла; после 2005 года на его долю приходилось от 67 % до 98 % всего тепла, поступающего в океаны[27]. Температура верхнего слоя океана в Западной Антарктиде повысилась на 1 °C с 1955 года, и Антарктическое циркумполярное течение также нагревается быстрее, чем в среднем[3]. Кроме того, оно является очень важным поглотителем углерода[69][70]. Эти свойства связаны с циркуляцией Южного океана которая является частью глобальной термохалинной циркуляции. Важно отметить, что оценки того, когда глобальное потепление достигнет 2 °C , что неизбежно при всех сценариях, в которых выбросы парниковых газов не были значительно сокращены, зависят от силы циркуляции в большей степени, чем от любого другого фактора, кроме общих выбросов[13].
Циркуляция с обратным течением состоит из двух частей: более мелкой верхней ячейки, на которую сильнее всего влияют ветры и осадки], и более крупной нижней ячейки, которая определяется температурой и солёностью придонных вод Антарктики[71]. С 1970-х годов верхняя ячейка усилилась на 50-60 %, в то время как нижняя ячейка ослабла на 10-20 %[72][73], Отчасти это было связано с естественным циклом междекадного тихоокеанского колебания), но есть явный эффект от изменения климата[74][75], поскольку оно влияет на ветры и осадки, изменяя структуру южного кольцевого режима[27]. Пресная талая вода, образующаяся в результате эрозии Западно-Антарктического ледникового покрова, разбавляет более солёные антарктические придонные воды, которые поступают со скоростью 1100—1500 млрд тонн в год. В 2010-х годах временное сокращение таяния шельфовых льдов в Западной Антарктиде привело к частичному восстановлению антарктических придонных вод и нижней ячейки циркуляции. В будущем ожидается дальнейшее таяние и снижение циркуляции[76].
По мере того, как придонные воды ослабевают, а поток более тёплых и свежих вод усиливается у поверхности, поверхностные воды становятся более плавучими и с меньшей вероятностью будут опускаться и смешиваться с нижними слоями, усиливая стратификацию океана[78][72][73]. Согласно одному исследованию, при наихудшем сценарии изменения климата к 2050 году интенсивность циркуляции снизится вдвое[76], а впоследствии произойдут ещё большие потери[14]. Палеоклиматические данные свидетельствуют о том, что в прошлом вся циркуляция значительно ослабла или полностью прекратилась. Предварительные исследования показывают, что такой коллапс может стать вероятным, когда глобальное потепление достигнет 1,7 °C — 3 °C , но эта оценка гораздо менее достоверна, чем для большинства критических точек в климатической системе[13]. Такой коллапс будет длительным; по одной из оценок, он произойдёт до 2300 года. Как и в случае с более изученной Атлантической меридиональной циркуляцией, значительное замедление или коллапс циркуляций южного океана будут иметь серьёзные региональные и глобальные последствия[79]. Некоторые вероятные последствия включают уменьшение количества осадков в странах Южного полушария, таких как Австралия, соответствующее увеличение количества осадков в Северном полушарии и возможное сокращение рыбных промыслов в Южном океане, что может привести к потенциальному коллапсу некоторых морских экосистем. Ожидается, что эти последствия проявятся в течение нескольких столетий, но на сегодняшний день исследования были ограничены, и в настоящее время известно мало подробностей[13].
Влияние на криосферу
Наблюдаемые изменения массы льда
Противоречивые тенденции изменения температуры в разных частях Антарктиды означают, что в некоторых местах, особенно на побережье, происходит потеря массы, в то время как в более отдалённых районах продолжается ее набор. Эти противоречивые тенденции и удалённость региона затрудняют оценку средней тенденции[80]. В 2018 году в ходе систематического анализа всех предыдущих исследований и данных, проведённого в рамках междисциплинарного исследования баланса массы ледяного покрова, было установлено, что Западный антарктический ледниковый щит увеличился с 53 ± 29 Гт (гигатонн) в 1992 году до 159 ± 26 Гт за последние пять лет исследования. На Антарктическом полуострове, согласно результатам исследования, потери составляют 20 ± 15 Гт в год с увеличением примерно на 15 Гт в год после 2000 года, значительная часть которых приходится на потерю шельфовых ледников[81].
Согласно общей оценке, приведённой в обзоре, с 1992 по 2017 год Антарктида потеряла 2720 ± 1390 гигатонн льда, в среднем 109 ± 56 гигатонн в год. Это соответствует повышению уровня моря на 7,6 мм[81]. Анализ данных четырёх исследовательских спутниковых систем 2021 года — Envisat, European Remote-Sensing Satellite, GRACE и GRACE-FO и ICESat — с 2012 по 2016 год ежегодная потеря массы составила около 12 Гт из-за гораздо более значительного прироста льда в Восточной Антарктиде, чем предполагалось ранее, что компенсировало большую часть потерь в Западной Антарктиде[82]. Восточно-Антарктический ледниковый щит всё ещё может набирать массу, несмотря на потепление, потому что влияние изменения климата на круговорот воды увеличивает количество осадков на его поверхности, которые затем замерзают и способствуют накоплению льда[7].
Загрязнение чёрным углеродом
Чёрный углерод, образующийся при неполном сгорании топлива, переносится ветром на большие расстояния. Если он достигает Антарктиды, то накапливается на снегу и льду, снижая отражательную способность и заставляя их поглощать больше энергии[83]. Это ускоряет таяние и может создать обратную связь между альбедо льда и талой водой, при которой талая вода сама поглощает больше тепла от солнечного света[84]. Из-за своей удалённости Антарктида обладает самым чистым снегом в мире, и некоторые исследования показывают, что влияние чёрного углерода на Западную и Восточную Антарктиду минимально: снижение альбедо составляет около 0,5 % за 47-летний период изучения ледяного керна[85][86].
Наивысшая концентрация чёрного углерода наблюдается на Антарктическом полуострове, где человеческая деятельность выше, чем где-либо ещё[87][83]. Отложения чёрного углерода вблизи популярных туристических мест и исследовательских станций увеличивают летнее сезонное таяние примерно на 5-23 кг снега на м2[83].
Потеря льда в XXI веке и повышение уровня моря
Ожидается, что к 2100 году из-за потери льда в Антарктиде уровень Мирового океана поднимется примерно на 11 см[7]. Другие процессы могут привести к тому, что Западная Антарктида внесёт больший вклад в повышение уровня Мирового океана. Нестабильность морского ледяного покрова может привести к тому, что тёплые водные потоки будут проникать между морским дном и основанием ледяного покрова, как только он станет недостаточно тяжёлым, чтобы препятствовать таким потокам[88]. Нестабильность морских ледяных утёсов может привести к обрушению ледяных утёсов высотой более 100 м под собственным весом, если они больше не будут поддерживаться ледяными шельфами. Этот процесс никогда не наблюдался и встречается только в некоторых моделях[89]. К 2100 году эти процессы могут увеличить повышение уровня моря, вызванное Антарктидой, до 41 см при сценарии с низкими выбросами и до 57 см при сценарии с высокими выбросами[7].
Некоторые учёные приводят более высокие оценки, но все согласны с тем, что таяние в Антарктиде окажет большее влияние и с большей вероятностью произойдёт при более высоких сценариях потепления, когда общий уровень моря в XXI веке может подняться на 2 м и более[8][9][10]. Согласно одному исследованию, при соблюдении Парижского соглашения и ограничении глобального потепления 2 ° C , таяние льда в Антарктиде будет продолжаться такими же темпами, как в 2020 году, до конца 21 века, но при следовании траектории, ведущей к 3 ° C, после 2060 года таяние льда в Антарктиде ускорится и начнёт повышать уровень мирового океана на 0,5 см в год к 2100 году[91].
Долгосрочное повышение уровня моря
Уровень моря продолжит повышаться ещё долго после 2100 года, но, возможно, с очень разной скоростью. Согласно последним отчётам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Шестой оценочный доклад МГЭИК), при сценарии с низкими выбросами средний уровень повышения составит 16 см, а максимальный — 37 см. При самом высоком уровне выбросов средний рост составит 1,46 м, минимальный — 60 см, а максимальный — 2,89 м[7].
В более долгосрочной перспективе Западно-Антарктический ледниковый щит, который намного меньше Восточно-Антарктического ледникового щита и находится глубоко под уровнем моря, считается очень уязвимым. Таяние всего льда в Западной Антарктиде приведёт к повышению уровня Мирового океана на 4,3 м[24]. Горные ледяные шапки, которые не контактируют с водой, менее уязвимы, чем большая часть ледникового щита, находящегося под уровнем моря. Таяние Западно-Антарктического ледникового щита приведёт к повышению уровня моря примерно на 3,3 м[93]. Такое таяние сейчас считается практически неизбежным, поскольку оно, по-видимому, произошло в эемский период 125 000 лет назад, когда температура была такой же, как в начале XXI века[94][95][17][18][96]. Море Амундсена, по-видимому, также нагревается такими темпами, что при продолжении этого процесса коллапс ледяного покрова станет неизбежным. Другие исследователи заявили, что вмешательство в климатическую инженерию для стабилизации ледников ледникового покрова может отсрочить его таяние на столетия и дать окружающей среде больше времени на адаптацию. Это сомнительное предложение, и оно стало бы одним из самых дорогостоящих проектов, когда-либо реализованных[97][98]. В противном случае на исчезновение Западно-Антарктического ледникового щита ушло бы примерно 2000 лет. На таяние льда в Западной Антарктиде ушло бы не менее 500 лет, а возможно, и все 13 000 лет[21][22]. После таяния ледникового покрова изостатическое поднятие суши, ранее покрытой ледниковым покровом, приведёт к дополнительному повышению уровня моря на 1 м в течение следующих 1000 лет[23].
Восточно-Антарктический ледниковый щит гораздо более стабилен, чем Западно-Антарктический ледниковый щит. Для таяния всего Восточно-Антарктического ледникового щита потребуется глобальное потепление от 5 °C до 10 °C и минимум 10 000 лет[21][22]. Некоторые его части, такие как ледник Тоттен и бассейн Уилкса, находятся в уязвимых подледниковых бассейнах, расположенных ниже уровня моря. По оценкам, необратимое исчезновение этих бассейнов начнётся, как только глобальное потепление достигнет 3 °C , хотя это исчезновение может стать необратимым при потеплении от 2 °C до 6 °C . После того как глобальное потепление достигнет критического порога для разрушения этих подледниковых бассейнов, их исчезновение, вероятно, займёт около 2000 лет, хотя этот процесс может занять как 500 лет, так и 10 000 лет[21][22].
Потеря всего этого льда приведёт к повышению уровня моря на 1,4 м — 6,4 м в зависимости от используемой модели ледяного покрова. Изостатическое поднятие освободившейся ото льда суши приведёт к повышению уровня на 8 см— 57 см[23]. Данные из плейстоцена показывают, что частичная потеря льда может происходить при более низких уровнях потепления; По оценкам, бассейн Уилкс потерял достаточно льда, чтобы добавить 0,5 м к уровню моря между 115 000 и 129 000 лет назад во время Микулинского межледнековья, и около 0,9 м между 318,000 и 339 000 лет назад во время 9-й стадии развития морских изотопов[25].
Таяние вечной мерзлоты
В Антарктиде вечная мерзлота встречается гораздо реже, чем в Арктике[66]. Вечная мерзлота в Антарктиде подвержена таянию. Вечная мерзлота в Антарктиде задерживает различные соединения, в том числе стойкие органические загрязнители, такие как полициклические ароматические углеводороды, многие из которых являются известными канцерогенами или могут вызывать повреждение печени[99]; и полихлорированные дифенилы, такие как гексахлорбензол и ДДТ, которые связаны со снижением репродуктивного успеха и иммуногематологическими нарушениями[100].
Почвы Антарктики также содержат тяжёлые металлы, включая ртуть , свинец и кадмий, все из которых могут вызывать эндокринные нарушения, повреждение ДНК, иммунотоксичность и репродуктивную токсичность[101]. Эти соединения высвобождаются при таянии загрязнённой вечной мерзлоты; это может изменить химический состав поверхностных вод. Биоаккумуляция и биоусиление распространяют эти соединения по всей пищевой цепочке[16]. Таяние вечной мерзлоты также приводит к выбросам парниковых газов, хотя ограниченный объём антарктической вечной мерзлоты по сравнению с арктической означает, что антарктическая вечная мерзлота не считается значимой причиной изменения климата[66].
Экологические последствия
Морские экосистемы
Почти все виды, обитающие в Антарктике, являются морскими. К 2015 году в Антарктике было обнаружено 8354 вида, которые были таксономически признаны; из них только 57 видов не были морскими[102]. В Антарктиде может быть до 17 000 видов[103]; в то время как 90 % океана вокруг Антарктиды находится глубже 1000 м, только 30 % мест отбора проб бентоса были взяты на этой глубине[104]. На континентальных шельфах Антарктики, бетнической зоне биомасса может увеличиться из-за потепления океана, что, вероятно, принесёт наибольшую пользу водорослям. Около 12 % местных видов бентоса могут не выдержать конкуренции и исчезнуть[105]. Эти оценки являются предварительными; уязвимость большинства видов Антарктики ещё предстоит оценить[106].
В отличие от Арктики, в Южном океане в доступных наблюдениях не было значительных изменений в первичной морской продукции[105]. По оценкам, увеличение первичной продукции в Южном океане может произойти после 2100 года; это увеличение помешает многим питательным веществам попасть в другие океаны, что приведёт к снижению производства в других местах[105]. Некоторые микробные сообщества, по-видимому, негативно отреагировали на закисление океана, и существует риск, что в будущем закисление поставит под угрозу яйца крылоногих, разновидность зоопланктона[105].
Антарктический криль является ключевым видом в антарктической пищевой цепочке; он питается фитопланктоном и является основной пищей для рыб и пингвинов[107]. Криль, скорее всего, покинет наиболее быстро нагревающиеся районы, такие как море Уэдделла, в то время как ледяная рыба может счесть воды шельфа вокруг антарктических островов непригодными для жизни[105]. Известно, что сокращение численности криля и веслоногих рачков препятствует восстановлению численности усатых китов после сокращения, вызванного историческим китобойным промыслом. Без снижения температуры усатые киты, скорее всего, будут вынуждены изменить свои миграционные маршруты или столкнуться с локальным вымиранием[108]. Ожидается, что многие другие морские виды переместятся в антарктические воды по мере дальнейшего потепления океанов, вынуждая местные виды конкурировать с ними[109]. Некоторые исследования показывают, что при потеплении на 3 °C разнообразие антарктических видов сократится почти на 17 %, а область с подходящим климатом уменьшится на 50 %[110].
Пингвины
Пингвины являются высшим видом в пищевой цепочке Антарктики и уже существенно пострадали от изменения климата. Численность пингвинов Адели, пингвинов Адели с белой полосой на груди, императорских пингвинов и королевских пингвинов уже сокращается, в то время как численность пингвинов Адели с чёрной полосой на груди увеличилась. Пингвины Адели, которые не переносят лёд и используют мох в качестве материала для гнезда, смогли распространиться на ранее недоступные территории и значительно увеличить свою численность. Уязвимые виды пингвинов могут реагировать на изменения посредством акклиматизации, адаптации или смещения ареала. Смещение ареала посредством расселения приводит к колонизации в других местах, но приводит к локальному вымиранию[111].
Изменение климата особенно опасно для пингвинов. Ещё в 2008 году было подсчитано, что каждое повышение температуры в Южном океане на 0,26 °C сокращает популяцию королевских пингвинов на девять процентов[112]. При наихудшем сценарии потепления королевские пингвины навсегда потеряют как минимум два из восьми мест своего размножения, и 70 % особей (1,1 млн пар) будут вынуждены переселиться, чтобы избежать вымирания[113][114]. Популяции императорских пингвинов могут подвергаться аналогичному риску; без мер по смягчению последствий изменения климата 80 % популяций рискуют исчезнуть к 2100 году. При соблюдении целей Парижского соглашения по температуре это число может сократиться до 31 % при достижении цели в 2 °C и до 19 % при достижении цели в 1,5 °C[115].
27-летнее исследование крупнейшей колонии магеллановых пингвинов, опубликованное в 2014 году, показало, что экстремальные погодные условия, вызванные изменением климата, убивают в среднем семь процентов птенцов пингвинов в год, что составляет до 50 % всех смертей птенцов в отдельные годы[116]
[117]. С 1987 года количество гнездящихся пар в колонии сократилось на 24 %[117]. Численность пингвинов-подбородочников также сокращается, в основном из-за соответствующего сокращения численности антарктического криля[118]. Предполагается, что, хотя пингвины Адели сохранят некоторую среду обитания после 2099 года, треть колоний вдоль Западного Антарктического полуострова — около 20 % видов — придёт в упадок к 2060 году[119].
Наземные экосистемы
На Антарктическом континенте растения в основном встречаются в прибрежных районах; наиболее распространёнными растениями являются лишайники, за которыми следуют мхи и ледяные водоросли. На Антарктическом полуострове биомасса зелёных снежных водорослей составляет около 1300 тонн[120]. По мере отступления ледников обнажаются участки, которые часто заселяются видами-первопроходцами[121]. Из-за сокращения количества осадков в Восточной Антарктиде многие зелёные мхи стали красными или коричневыми, реагируя на засуху. Schistidium antarctici сократилось в численности, в то время как устойчивые к высыханию виды Bryum pseudotriquetrum и Ceratodon purpureus распространились[122]. Антарктическая озоновая дыра привела к увеличению УФ-излучения, которое также вызывает наблюдаемые повреждения растительных клеток и фотосинтез[123].
Единственными сосудистыми растениями на континентальной части Антарктиды являются Deschampsia antarctica и Colobanthus quitensis, которые встречаются на Антарктическом полуострове[123]. Повышение температуры усилило фотосинтез и позволило этим видам увеличить свою популяцию и ареал[124]. Другие виды растений, скорее всего, будут распространяться в Антарктиде по мере дальнейшего потепления климата и увеличения человеческой активности на континенте[123][109].
Последствия человеческого развития
Туризм в Антарктиде значительно возрос с 2020 года; 74 400 туристов прибыли туда в конце 2019-начале 2020 года[83][125]. Развитие Антарктиды в целях промышленности, туризма и увеличения исследовательских мощностей может оказать давление на континент и поставить под угрозу его статус в значительной степени нетронутой земли[126]. Регулируемый туризм в Антарктиде повышает осведомлённость и поощряет инвестиции и общественную поддержку, необходимые для сохранения уникальной окружающей среды Антарктиды[127]. Полная потеря льда на суше и на море может значительно снизить его привлекательность[128].
Политика может быть использована для повышения устойчивости к изменению климата за счёт защиты экосистем. Суда, работающие в водах Антарктики, соблюдают международный Полярный кодекс, который включает в себя правила и меры безопасности, такие как подготовка и оценка персонала, контроль за сбросом нефти, надлежащая утилизация сточных вод и предотвращение загрязнения токсичными жидкостями[129]. Особо охраняемые территории Антарктики и особо управляемые территории Антарктики были созданы в соответствии с Договором об Антарктике для защиты флоры и фауны[130]. И ООТА, и ОУТА ограничивают доступ, но в разной степени: ООТА являются территориями с самым высоким уровнем защиты. С 1980-х годов количество охраняемых территорий сократилось на 84 %, несмотря на стремительный рост туризма, который может оказывать дополнительное давление на окружающую среду и экосистемы[123]. Чтобы снизить нагрузку на экосистемы Антарктики, вызванную изменением климата и стремительным ростом туризма, большая часть научного сообщества выступает за увеличение количества охраняемых территорий, таких как особо управляемые территории Антарктики, чтобы повысить устойчивость Антарктики к повышению температуры[123].