Изменение климата действительно происходит, и причиной этому является человек. Так говорят 99 процентов специалистов. Межправительственная группа экспертов по изменению климата исходит из того, что изменение климата в основном вызвано выбросами парниковых газов – прежде всего углекислого газа (CO2), образующегося при сжигании угля, нефти и природного газа. Однако производство продуктов животного происхождения также играет важную роль.

Многие люди тем временем призывают к скорейшим действиям, например, молодая шведка Грета Тунберг. В 2018 году тогда еще 15-летняя девушка начинает свою школьную забастовку, посвящённую климату, которая перерастает в международное движение. Для общественного движения «Пятницы ради будущего» критическая ситуация с климатом является одной из главных задач 21 века.

Замерзшие в Северном Ледовитом океане

Нигде изменение климата не проявляется так заметно, как в Арктике. Именно поэтому Институт полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в октябре 2019 года запускает крупнейшую в истории арктическую экспедицию. В течение года исследовательское судно «Поларштерн» дрейфует, вмерзнув в большую плавучую льдину, через Северный полюс. Ученые из 20 стран в течение года исследуют при этом Арктику вокруг корабля.
  © Штефан Хендрикс / Институт полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера / CC BY-SA 4.0
Оценка собранных данных будет длиться еще годы. Однако некоторые вещи очевидны уже сейчас. Температура зимой 2019/20 года, например, примерно на десять градусов Цельсия была выше той, которую полярный исследователь Фритьоф Нансен измерил 125 лет назад – изменение климата в ускоренном режиме.

Арктика без льда?

© Дирк Нольц
На каждую тонну углекислого газа, выделенного где-то на нашей планете, ледяной покров в Арктике в летний период времени уменьшается на три квадратных метра. Это результат международного исследования, проведенного под руководством климатолога из Института метеорологии Общества Макса Планка и Гамбургского университета Дирка Нотца. Северный полюс по-прежнему покрыт морским льдом круглый год. Каждое лето поверхность льда уменьшается, а зимой увеличивается снова. Но за последние 40 лет площадь ледяного покрова в Арктике в летний период времени сократилась примерно вдвое. И расчеты исследователей показывают, что даже если мы быстро сократим выбросы CO2, Арктика уже к середине этого века будет свободна ото льда в некоторые летние периоды. Чем меньше становится поверхность льда, тем меньше солнечного излучения отражается и вместо этого поглощается океаном. Вода становится теплее. Зимой лед отделяет относительно теплую воду от гораздо более холодного воздуха, иначе океан отдавал бы огромное количество тепла.
 

Исследование между небом и землей

© Себастиан Брилл / Институт химии Общества Макса Планка, Майнц
Леса Амазонии в Бразилии имеют огромное значение для климата Земли. Они составляют всего четыре процента площади суши, но перемещают огромные объемы воды и энергии. Каким образом леса влияют на атмосферу и климат во всем мире изучается в рамках немецко-бразильского совместного проекта. Самым важным инструментом является «Атмосферная обсерватория с высокой башней», или сокращенно ATTO (сокр. от англ. "Atmospheric Tall Tower Observatory"). Эта башня высотой 325 метров стоит посреди тропического леса – вдали от любой цивилизации. Современные измерительные приборы постоянно собирают данные о концентрации парниковых газов и аэрозольных частиц, о свойствах облаков и движении воздуха. Это позволяет исследователям анализировать взаимодействие между реликтовым лесом и воздушными массами, которые проходят над ним. Проект ATTO координируется директором Института биогеохимии Общества Макса Планка в Йене Сьюзан Трамбор и Бето Кесада из Национального института исследования Амазонии в Манаусе.
 

Разумное использование CO2

© Немецкая премия будущего/Ансгар Пуденц
Все углеродсодержащее сырье в какой-то момент попадает в атмосферу в виде парникового газа CO2. Поэтому, помимо прочего, необходимо сократить использование ископаемого топлива. В то же время химическая промышленность нуждается в большом количестве углерода в качестве сырья для своей продукции. Сегодня для этих целей в основном используется нефть. Вальтер Ляйтнер из Института химического преобразования энергии Общества Макса Планка в Мюльхайме и его команда хотят заменить его на CO2 и таким образом эффективно использовать углекислый газ, который и так имеется в наличии. Однако превратить причиняющий вред климату углекислый газ в сырье не так-то просто, поскольку связь между углеродом и кислородом очень устойчива. Чтобы ее разорвать, требуется много энергии. В этом помогают катализаторы. Они уменьшают энергию, необходимую для химической реакции, и направляют ее в желаемом направлении. Ученые из Мюльхайма разрабатывают специальные катализаторы для соединения CO2 с водородом и другими химическими компонентами.