Планетарные границы — это концепция, включающая процессы системы Земли, которые содержат границы окружающей среды, предложенные в 2009 году группой систем Земли и учеными-экологами под руководством Йохана Рокстрема из Стокгольмского центра устойчивости и Уилла Штеффена из Австралийского национального университета. Группа хотела определить «безопасное рабочее пространство для человечества» для международного сообщества, включая правительства всех уровней, международные организации, гражданское общество, научное сообщество и частный сектор в качестве предварительного условия для устойчивого развития. Основа основана на научных данных о том, что действия человека с промышленной революции стали основной движущей силой глобальных экологических изменений.
Согласно парадигме, «нарушение одной или нескольких планетарных границ может быть пагубным или даже катастрофическим из-за риска перекрестных порогов, которые вызовут нелинейное, резкое изменение окружающей среды в континентальных системах планетарного масштаба». Границы процесса системы Земли обозначают безопасную зону для планеты в той степени, в которой они не пересекаются. По состоянию на 2009 год две границы уже пересекались, в то время как другие сталкиваются с неизбежной опасностью пересечения.
Идея
Идея о том, что наша планета имеет пределы, в том числе бремя, наложенное на нее деятельностью человека, существует уже некоторое время. В 1972 году был опубликован «Лимиты роста». В нем представлена модель, в которой рассматриваются пять переменных: население мира, индустриализация, загрязнение, производство продуктов питания и истощение ресурсов, и считается, что они растут экспоненциально, тогда как способность технологии увеличить доступность ресурсов является линейной. Впоследствии доклад был широко отклонен, особенно экономистами и бизнесменами, и часто утверждалось, что история доказала, что прогнозы неверны. В 2008 году Грэм Тернер из организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) опубликовал «Сравнение пределов роста с тридцатилетней реальностью». Тернер обнаружил, что наблюдаемые исторические данные за период с 1970 по 2000 год близко соответствуют симулированным результатам «стандартного пробега» пределов модели роста почти для всех опубликованных результатов.«Сравнение хорошо соответствует границам неопределенности почти всех данных как по величине, так и по тенденциям с течением времени». Тернер также рассмотрел ряд отчетов, в частности экономистов, которые на протяжении многих лет предполагали дискредитировать модель ограничений на рост. Тернер говорит, что эти сообщения ошибочны и отражают недоразумения в отношении модели. В 2010 году Nørgård, Peet и Ragnarsdóttir назвали книгу «новаторским отчетом» и сказали, что она «выдержала испытание временем и, действительно, стала более актуальной».
Девять границ
Пороги и границы
Порог или климатологическая точка опрокидывания — это значение, при котором очень небольшое приращение для управляющей переменной (например, СО2) вызывает большое, возможно, катастрофическое изменение переменной отклика (глобальное потепление).
Пороговые точки трудно найти, потому что система Земли очень сложна. Вместо определения порогового значения исследование устанавливает диапазон, и предполагается, что порог лежит внутри него. Нижний край этого диапазона определяется как граница. Поэтому он определяет безопасное пространство в том смысле, что, пока мы находимся ниже границы, мы находимся ниже порогового значения. Если граница пересечена, мы входим в опасную зону.
| Планетарные границы | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Процесс земной системы | Управляющая переменная | граничный стоимость |
Текущий стоимость |
Граничное пересечение | доиндустриальный стоимость |
Комментарий |
| 1. Изменение климата | Концентрация углекислого газа в атмосфере (ppm по объему) | 350 | 400 | да | 280 | |
| Альтернативно: увеличение радиационного воздействия (Вт / м 2 ) с начала промышленной революции (~ 1750) | 1,0 | 1,5 | да | 0 | ||
| 2. Убыток биоразнообразия | Коэффициент вымирания (количество видов на миллион в год) | 10 | > 100 | да | 0,1-1 | |
| 3. Биогеохимические | (a) антропогенный азот, удаляемый из атмосферы (миллионы тонн в год) | 35 | 121 | да | 0 | |
| (б) антропогенный фосфор, поступающий в океаны (миллионы тонн в год) | 11 | 8,5-9,5 | нет | -1 | ||
| 4. Окисление океана | Глобальное среднее насыщенное состояние арагонита в поверхностной морской воде (единицы омега) | 2,75 | 2,90 | нет | 3,44 | |
| 5. Землепользование | Поверхность земли, конвертированная в пахотные земли (в процентах) | 15 | 11,7 | нет | низкий | |
| 6. Пресная вода | Глобальное потребление воды водой (км 3 / год) | 4000 | 2600 | нет | 415 | |
| 7. Истощение озонового слоя | Концентрация стратосферного озона (единицы Добсона) | 276 | 283 | нет | 290 | |
| 8. Атмосферные аэрозоли | Общая концентрация твердых частиц в атмосфере на региональной основе | еще не определено | ||||
| 9. Химическое загрязнение | Концентрация токсичных веществ, пластмасс, эндокринных разрушителей, тяжелых металлов и радиоактивного загрязнения в окружающую среду | еще не определено | ||||
обсуждение
В рамках
Кристофер Филд, директор департамента глобальной экологии Института Карнеги, впечатлен: «Эта работа критически важна. В целом, это впечатляющая попытка определить зону безопасности». Но биолог-консерватор Стюарт Пимм не впечатлен: «Я не думаю, что это никоим образом не является полезным способом думать о вещах … Понятие единственной границы просто лишено серьезного содержания. Каким образом происходит исчезновение ставка в 10 раз превышает допустимую частоту фона? » и аналитик по экологической политике Билл Кларк считает: «Переломные точки в земной системе плотные, непредсказуемые … и вряд ли можно избежать с помощью индикаторов раннего предупреждения. Из этого следует, что …« безопасные рабочие пространства »и« планетарные границы » таким образом, очень подозреваемый и потенциально новый «опиаты».
Биогеохимик Уильям Шлезингер спрашивает, являются ли пороги хорошей идеей для загрязнений вообще. Он думает, что до тех пор, пока мы не приблизимся к некоторому предложенному пределу, мы просто позволим нам продолжить, когда будет слишком поздно.«Управление, основанное на порогах, хотя и привлекательное по своей простоте, позволяет пагубной, медленной и диффузной деградации сохраняться почти бесконечно».
Гидролог Дэвид Молден считает, что планетарные границы — это приветствующий новый подход в дебатах «Лимиты роста». «Как научный организационный принцип, концепция имеет много преимуществ … цифры важны, потому что они обеспечивают цели для разработчиков политики, давая четкое указание на масштабы и направление изменений. Они также дают ориентиры и направление для науки. наше понимание процессов Земли и сложных взаимосвязей, эти контрольные показатели могут и будут обновляться … теперь у нас есть инструмент, который мы можем использовать, чтобы помочь нам глубже и срочнее подумать о планетарных границах и о критических действиях, которые мы должны предпринять «.
Мировой химик Питер Брюэр спрашивает, действительно ли полезно составить список экологических ограничений без серьезных планов относительно того, как они могут быть достигнуты … они могут стать еще одной палкой для того, чтобы избить граждан. Нарушение глобального цикла азота — это один Яркий пример: вполне вероятно, что значительная часть людей на Земле не будет жить сегодня без искусственного производства удобрений. Как эти этические и экономические проблемы могут быть сопоставлены с простым призывом установить пределы? … пища не является необязательной «.
Советник по окружающей среде Стив Басс говорит, что «описание планетарных границ — это разумная идея. Нам нужно знать, как жить в необычно стабильных условиях нашего нынешнего голоцена и не делать ничего, что вызывает необратимые экологические изменения … Их работа имеет глубокие последствия для будущих систем управления, предлагая некоторые «проводки», необходимые для увязки управления национальной и мировой экономикой с управлением окружающей средой и природными ресурсами. Концепция планетарных границ должна позволить политикам более четко понимать, что, подобно правам человека и представительному правительству , изменение окружающей среды не знает границ ».
Советник по политике в области изменения климата Адель Моррис считает, что политика ценообразования также необходима, чтобы избежать политических и экономических порогов.«Пребывание в« безопасном рабочем пространстве »потребует пребывания во всех соответствующих границах, включая готовность избирателей платить».
В своем докладе (2012), озаглавленном «Устойчивые люди, устойчивая планета: будущее, которое нужно выбрать», Группа высокого уровня по глобальной устойчивости призвала к смелым глобальным усилиям, «включая запуск крупной глобальной научной инициативы, в целях укрепления взаимодействия между наукой и Мы должны определить через науку то, что ученые называют «планетарными границами», «экологические пороги» и «переломные точки».
В 2011 году на своем втором совещании Группа высокого уровня по глобальной устойчивости Организации Объединенных Наций включила концепцию планетарных границ в свои рамки, заявив, что их целью является: «искоренение нищеты и сокращение неравенства, обеспечение роста в целом и производства и потребления более устойчивыми при борьбе с изменением климата и соблюдением диапазона других планетарных границ ».
В других частях своих заседаний члены группы высказали оговорки в отношении политической эффективности использования концепции «планетарных границ»: «Планетарные границы по-прежнему являются эволюционирующей концепцией, которую следует использовать с осторожностью. Вопрос о планетарных границах может быть разногласием, поскольку его можно воспринимать как инструмент «Севера», чтобы сказать «Югу» не следовать ресурсоемким и экологически разрушительным путям развития, которые взяли на себя богатые страны … Этот язык неприемлем для большинства развивающихся стран, поскольку они опасаются, что акцент на границы станут неприемлемыми тормозами для бедных стран ».
Однако эта концепция обычно используется в материалах Организации Объединенных Наций и в ежедневных новостях ООН. Например, Исполнительный директор ЮНЕП Ахим Штайнер утверждает, что задача сельского хозяйства заключается в том, чтобы «накормить растущее глобальное население, не подталкивая человеческий след за пределы планет». В Ежегоднике Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) 2010 года также повторяется послание Рокстрома, концептуально связывающее его с индикаторами управления экосистемами и экологическим руководством.
Концепция планетарных границ также используется в материалах Европейской комиссии и упоминается в сводном докладе Европейского агентства по окружающей среде. Европейская среда — состояние и перспективы на 2010 год.
Изменение климата
Радиационное воздействие является мерой разницы между входящей энергией излучения и энергией выходящего излучения, действующей через границу Земли. Положительное радиационное воздействие приводит к потеплению. С начала промышленной революции в 1750-2005 годах увеличение атмосферного углекислого газа привело к положительному радиационному воздействию, составляющему в среднем около 1,66 Вт / м².
Ученый в области климата Майлс Аллен считает, что «ограничение на долгосрочные концентрации углекислого газа в атмосфере просто отвлекает от гораздо более непосредственной задачи ограничения потепления до 2 ° C». Он говорит, что концентрация углекислого газа не является контрольной переменной, которую мы можем «осмысленно претендовать на контроль», и он задает вопрос о том, будет ли удерживать уровни углекислого газа ниже 350 ppm, избегая более 2 ° C потепления.
Адель Моррис, директор по политике, проект «Экономика климата и энергии», Институт Брукингса, критикует экономико-политическую точку зрения. Она делает упор на выборе политики, которая минимизирует затраты и сохраняет консенсус. Она выступает за систему налога на выбросы парниковых газов и торговлю выбросами в качестве способов предотвращения глобального потепления. Она считает, что слишком амбициозные цели, такие как граничный предел для СО2, могут препятствовать таким действиям.
Убыток биоразнообразия
По словам биолога Кристиана Сампера, «граница, которая выражает вероятность исчезновения семейств видов со временем, лучше отражает наше потенциальное воздействие на будущее жизни на Земле».
Эколог-эколог Gretchen Daily утверждает, что «настало время противостоять твердой истине, что традиционные подходы к сохранению, взятые в одиночку, обречены на провал. Запасы природы слишком малы, слишком мало, слишком изолированы и слишком подвержены изменениям, чтобы поддерживать больше, чем крошечная часть биоразнообразия Земли. Задача состоит в том, чтобы сделать сохранение привлекательным — с экономической и культурной точек зрения. Мы не можем продолжать рассматривать природу, как шведский стол «все, что вы можете есть». Мы зависим от природы для обеспечения продовольственной безопасности, чистой воды, климата стабильность, морепродукты, древесина и другие биологические и физические услуги. Чтобы сохранить эти преимущества, нам нужны не только отдаленные резервы, но и места повсюду — больше как «станции обслуживания экосистем».Несколько пионеров интегрируют сохранение и развитие человека. Правительство Коста-Рики платит землевладельцам за экосистемные услуги из тропических лесов, включая выбросы углекислого газа, производство гидроэнергии, сохранение биоразнообразия и живописную красоту. Китай инвестирует 100 миллиардов долларов в «экокомпенсацию», включая инновационную политику и финансирующие механизмы, которые поощряют сохранение и восстановление. Страна также создает «зоны сохранения экосистемных функций», которые составляют 18 процентов площади суши. Колумбия и Южная Африка также внесли драматические изменения в политике. Три успеха помогут остальной части в мировом масштабе такие модели успеха: одно: новая наука и инструменты для оценки и учета природного капитала, в биофизических, экономических и других условиях. Два: убедительные демонстрации таких инструментов в ресурсной политике. Три: сотрудничество между правительствами, организациями развития, корпорациями и сообществ, чтобы помочь нациям построить более прочные экономики, а также поддерживать критику все экосистемные услуги «.
Азотный цикл
Начиная с промышленной революции, азотный цикл Земли был нарушен даже больше, чем углеродный цикл. «Человеческая деятельность теперь превращает больше азота из атмосферы в реактивные формы, чем все земные наземные процессы, объединенные. Большая часть этого нового реактивного азота загрязняет водные пути и прибрежные зоны, выбрасывается обратно в атмосферу в измененных формах или накапливается в земной биосферы «. Заводы используют лишь небольшую часть удобрений, применяемых в сельском хозяйстве. Большая часть азота и фосфора заканчивается в реках, озерах и в море, где избыточные количества стресса влияют на водные экосистемы. Например, удобрение, которое выбрасывается из рек в Мексиканский залив, повредило промысел креветок из-за гипоксии.
Биогеохимик Уильям Шлезингер считает, что до тех пор, пока мы не приблизимся к некоторому предложенному пределу для осаждения азота и других загрязнений, мы просто позволим нам продолжить до такой степени, что уже слишком поздно. Он говорит, что граница, предложенная для фосфора, не является устойчивой и исчерпала известные запасы фосфора менее чем за 200 лет.
Что касается азота, биогеохимик и ученый-эколог Роберт Ховарт говорит: «Человеческая активность сильно изменила поток азота по всему миру. Самым крупным донором является удобрение. Но сжигание ископаемого топлива фактически доминирует над проблемой в некоторых регионах, например, северо-восточные США. Решение в этом случае состоит в том, чтобы экономить энергию и использовать ее более эффективно. Гибридные транспортные средства — еще одно отличное решение, их выбросы в атмосферу значительно меньше, чем у традиционных автомобилей, поскольку их двигатели отключены, когда транспортное средство остановлено. обычные двигатели фактически поднимаются, когда двигатель работает на холостом ходу.) Выбросы азота от американских электростанций также могут быть значительно уменьшены, если растения, которые предшествовали Закону о чистом воздухе и его поправкам, должны были соблюдаться, эти заводы загрязняют далеко не пропорционально количеству электроэнергии, которую они производят.
В сельском хозяйстве многие фермеры могут использовать меньше удобрений, а сокращение урожайности сельскохозяйственных культур будет небольшим или вообще отсутствовать.Запуск из кукурузных полей особенно предотвращается, потому что корни кукурузы проникают только на несколько дюймов почвы и ассимилируют питательные вещества всего за два месяца в году. Кроме того, потери азота могут быть уменьшены на 30 процентов и более, если фермеры выращивают зимние посевные культуры, такие как рожь или пшеница, что может помочь почве удерживать азот. Эти культуры также усиливают улавливание углерода в почвах, смягчая изменение климата. Еще лучше расти многолетние растения, такие как травы, а не кукуруза; потери азота во много раз ниже. Загрязнение азота от концентрированных операций по кормлению животных (CAFOs) представляет собой огромную проблему.
Еще в 1970-е годы большинство животных кормили местными культурами, а отходы животных возвращались на поля в качестве удобрения. Сегодня большинство американских животных кормят зернами, выращенными за сотни километров, что делает его «неэкономичным» для возвращения навоза. Решение? Требовать владельцев CAFO для обработки их отходов, как муниципалитеты должны делать с человеческими отходами. Кроме того, если бы мы съели меньше мяса, было бы меньше отходов, и для выращивания кормов для животных потребуется меньше синтетических удобрений. Идеально было бы употреблять мясо из животных, которые питались на многолетних травах. Взрывной рост производства этанола в качестве биотоплива сильно усугубляет загрязнение азота. В нескольких исследованиях было установлено, что если соблюдаются целевые показатели США в отношении этанола, количество азота, протекающего по реке Миссисипи и заправляющего мертвую зону Мексиканского залива, может увеличиться на 30-40%. Лучшей альтернативой было бы отказаться от производства этанола из кукурузы. Если страна хочет полагаться на биотопливо, вместо этого следует выращивать травы и деревья и сжигать их для совместного производства тепла и электричества; загрязнение азота и выбросы парниковых газов будут значительно ниже ».
фосфор
Что касается фосфора, инженер по океанам Дэвид Ваккари говорит, что наиболее устойчивый поток фосфора в окружающей среде будет естественным потоком: семь миллионов метрических тонн в год (Mt / yr). Чтобы поразить эту отметку, мы все же удовлетворим наше использование 22 Mt / лет, нам пришлось бы перерабатывать или повторно использовать 72 процента нашего фосфора. Поток может быть уменьшен с помощью существующих технологий … [снижение] потерь на водные пути от 22 до 8,25 Мт / год, не намного выше естественного потока ».
Пиковый фосфор представляет собой концепцию для описания момента времени, в течение которого достигается максимальная глобальная скорость производства фосфора. Фосфор — дефицитный конечный ресурс на Земле, а средства производства, отличные от добычи, недоступны из-за его негазированного экологического цикла. По мнению некоторых исследователей, запасы фосфора в мире, как ожидается, будут полностью истощены за 50-100 лет, а пик фосфора достигнут примерно в 2030 году.
Подкисление океана
С момента промышленной революции кислотность поверхности океана увеличилась на тридцать процентов. Около четверти дополнительного диоксида углерода, образующегося человеком, растворяется в океанах, где образуется углекислота. Эта кислотность препятствует способности кораллов, моллюсков и планктона строить раковины и скелеты. Ударные эффекты могут иметь серьезные последствия для рыбных запасов. Эта граница явно взаимосвязана с границами изменения климата, поскольку концентрация углекислого газа в атмосфере также является основной контрольной переменной для границы подкисления океана.
Химик океана Питер Брюэр считает, что «подкисление океана имеет последствия, отличные от простых изменений рН, и это может потребовать границ».
Морской химик Скотт Дони считает, что «главная тактика — это повышение энергоэффективности, переход на возобновляемую и ядерную энергию, защиту лесов и изучение технологий секвестрации углерода. На региональном уровне сток питательных веществ в прибрежных водах не только создает мертвые зоны, но также усиливает подкисление. вызывают увеличение количества фитопланктона, и по мере того, как они умирают, добавленный CO2 от их распада подкисляет воду. Мы должны быть более умными в том, как мы удобряем поля и газоны, а также обрабатываем навоз и уборку домашнего скота … Локально кислая вода может быть забуферирована известняком или химические основания, произведенные электрохимически из морской воды и горных пород. Более практичным может быть защита определенных слоев моллюсков и рыболовства в аквакультуре. Личиночные моллюски, такие как моллюски и устрицы, по-видимому, более восприимчивы к подкислению, чем взрослые, и рециркуляция старых раскладушек в грязь может способствовать буферному рН и обеспечивают лучший субстрат для прикрепления личинок. Ожидается, что падение рН океана ускорится в ближайшие десятилетия, поэтому морским экосистемам придется адаптироваться. Мы можем повысить их шансы на успех, уменьшив другие оскорбления, такие как загрязнение воды и чрезмерный промысел, что позволит им лучше противостоять некоторому подкислению, в то время как мы переходим от экономии энергии на ископаемом топливе ».
Землепользование
По всей планете леса, водно-болотные угодья и другие виды растительности преобразуются в сельскохозяйственные и другие виды землепользования, воздействуя на пресноводные, углеродные и другие циклы и уменьшая биоразнообразие.
Консультант по окружающей среде Стив Басс говорит, что исследования говорят, что «устойчивость землепользования меньше зависит от процентов и больше от других факторов. Например, экологическое воздействие 15-процентного охвата интенсивно выращиваемых пахотных земель в больших блоках будет существенно отличаться от из 15 процентов земель, обрабатываемых более устойчивыми способами, интегрированы в ландшафт. Граница 15-процентного изменения землепользования на практике является преждевременным директивным руководством, которое разбавляет общее научное предложение авторов. Вместо этого авторы могут хотят рассмотреть предел деградации почв или потери почвы. Это будет более действенным и полезным показателем состояния здоровья на суше ».
Ученый из системных систем Земли Эрик Ламбин считает, что «интенсивное сельское хозяйство должно быть сосредоточено на земле, которая имеет лучший потенциал для высокоурожайных культур … Мы можем избежать потери лучших сельскохозяйственных земель путем борьбы с деградацией земель, истощением пресной воды и разрастанием городов. потребует зонирования и принятия более эффективных методов ведения сельского хозяйства, особенно в развивающихся странах. Потребность в сельскохозяйственных угодьях также может быть уменьшена за счет сокращения отходов вдоль цепи распределения продуктов питания, поощрения более медленного роста населения, обеспечения более справедливого распределения продовольствия во всем мире и значительного сокращения потребление мяса в богатых странах ».
пресноводный
Давление людей на глобальные системы пресноводных ресурсов оказывает драматическое воздействие. Цикл пресноводных ресурсов является еще одной границей, существенно затронутой изменением климата. Ресурсы пресной воды, такие как озера и водоносные горизонты, обычно являются возобновляемыми ресурсами, которые естественным образом подпитываются (термин «ископаемые воды» иногда используется для описания водоносных горизонтов, которые не перезаряжаются). Overexploitation происходит, если водный ресурс добывается или добывается со скоростью, превышающей скорость перезарядки. Пополнение обычно происходит из районных потоков, рек и озер. Леса усиливают пополнение водоносных горизонтов в некоторых районах, хотя в целом леса являются основным источником истощения водоносных горизонтов. Истощенные водоносные горизонты могут загрязняться загрязняющими веществами, такими как нитраты, или постоянно повреждаться через оседание или через засоление со стороны океана. Это превращает большую часть мировых подземных вод и озер в конечные ресурсы с пиковыми обсуждениями, подобными маслам.Хотя первоначальный анализ Хабберта не применим к возобновляемым ресурсам, их чрезмерная эксплуатация может привести к пику Хубберта. Измененная кривая Хабберта применяется к любому ресурсу, который можно собирать быстрее, чем его можно заменить.
Гидрологист Питер Глейк комментирует: «Немногие рациональные наблюдатели отрицают необходимость границ для использования пресной воды. Более спорным является определение того, где эти ограничения или какие шаги следует предпринять, чтобы ограничить себя внутри них. Другой способ описать эти границы — это концепция пиковой воды Три разных идеи полезны: «Максимальные возобновляемые» пределы воды — это общие возобновляемые потоки в водоразделе. Многие из основных рек мира уже приближаются к этому пороговому значению — когда испарение и потребление превышают естественное пополнение от осадков и других источников ». Пик невозобновляемый «ограничения применяются, когда использование человеком воды намного превышает естественные нормы пополнения, например, в ископаемых бассейнах подземных вод Великих равнин, Ливии, Индии, северном Китае и частях Центральной долины Калифорнии. Пиковая экологическая вода — это идея, что для любого гидрологического системы, увеличение изъятий в конечном итоге достигает точки, в которой любые дополнительные экономические выгоды от принятия воды перевешиваютсявызванное дополнительным экологическим разрушением. Хотя трудно точно оценить эту точку точно, мы четко прошли точку пиковой экологической воды во многих бассейнах по всему миру, где был нанесен огромный урон … Хорошей новостью является то, что потенциал экономии, не нанося ущерба здоровью человека или экономическому производительность, огромна. В каждом секторе возможны улучшения эффективности использования воды.Больше пищи можно выращивать с меньшим количеством воды (и меньше загрязнения воды), переходя от обычного наводнения к капельным и прецизионным спринклерам, а также более точно контролировать и управлять влажностью почвы. Обычные электростанции могут меняться от водяного охлаждения до сухого охлаждения, и больше энергии может быть создано источниками, которые используют очень мало воды, например, фотогальваникой и ветром ».
Гидролог Дэвид Молден говорит, что «глобальный предел потребления воды необходим, но предполагаемая планетарная граница 4000 кубических километров в год слишком щедра».
Истощение озонового слоя
Стратосферный озоновый слой защищает ультрафиолетовое излучение (УФ) от Солнца, что в противном случае могло бы повредить биологические системы. Действия, предпринятые после Монреальского протокола, по-видимому, удерживали планету в пределах безопасной границы. Однако в 2011 году, согласно опубликованной в Приложении статье, граница была неожиданно перенесена в Арктику; «… доля арктического вихря в марте с общим количеством озона менее 275 единиц Добсона (DU) обычно близка к нулю, но достигла почти 45%».
Нобелевский лауреат по химии Марио Молина говорит, что «пять процентов являются разумным пределом приемлемого разрушения озона, но это не является переломным моментом».
Физик Дэвид Фахи говорит, что в результате Монреальского протокола «истощение стратосферного озона в значительной степени будет отменено к 2100 году. Прирост частично зависит от промежуточных заменителей, особенно гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ), и растущего использования соединений, которые не вызывают таких как гидрофторуглероды (ГФУ). Постоянный успех зависит от нескольких этапов:
«Продолжайте следить за озоновым слоем, чтобы незамедлительно выявить неожиданные изменения. Убедитесь, что страны придерживаются правил, например, поэтапный отказ от ГХФУ не будет завершен до 2030 года.
«Поддерживать группу по научной оценке в соответствии с протоколом, которая объясняет причины изменений в озоновом слое и оценивает новые химические вещества для их потенциала для разрушения озона и содействия изменению климата.
«Ведение Группы по техническому обзору и экономической оценке». В ней представлена информация о технологиях и заменах соединений, которые помогают странам оценить, как можно удовлетворить спрос на такие приложения, как охлаждение, кондиционирование воздуха и пеноизоляция, одновременно защищая озоновый слой.
«Эти две группы также должны будут совместно оценивать изменение климата и восстановление озона. Изменение климата влияет на обилие озона, изменяя химический состав и динамику стратосферы, а такие соединения, как ГХФУ и ГФУ, являются парниковыми газами. Например, большой прогнозируемый спрос поскольку ГФУ могут существенно способствовать изменению климата ».
Атмосферные аэрозоли
Частицы аэрозолей в атмосфере влияют на здоровье людей и влияют на муссонные и глобальные системы атмосферной циркуляции. Некоторые аэрозоли создают облака, которые охлаждают Землю, отражая солнечный свет обратно в космос, в то время как другие, подобно саже, производят тонкие облака в верхней стратосфере, которые ведут себя как теплица, согревая Землю. В целом антропогенные аэрозоли, вероятно, производят чистое отрицательное радиационное воздействие (влияние охлаждения). Во всем мире каждый год частицы аэрозоля приводят к примерно 800 000 преждевременных смертей. Загрузка аэрозоля достаточно важна для включения в планетарные границы, но пока неясно, можно ли определить подходящую безопасную пороговую меру.
Химическое загрязнение
Некоторые химические вещества, такие как стойкие органические загрязнители, тяжелые металлы и радионуклиды, обладают потенциально необратимыми аддитивными и синергетическими эффектами для биологических организмов, снижая рождаемость и приводя к постоянному генетическому повреждению. Сублетальные поглощения резко сокращают популяции морских птиц и млекопитающих. Эта граница кажется важной, хотя ее трудно определить количественно.
Был разработан байесовский эмулятор для стойких органических загрязнителей, который потенциально может быть использован для количественной оценки границ химического загрязнения. На сегодняшний день критические уровни воздействия полихлорированных бифенилов (ПХД), выше которых могут произойти массовые случаи смертности морских млекопитающих, были предложены в качестве границы планетарного загрязнения химического вещества.