В августе 2007 года Дуглас Смит рискнул по-крупному. После более чем десяти лет работы с климатическими моделями в Хэдли-центре Метеорологического бюро Великобритании он опубликовал подробный прогноз изменений климата в течение большей части грядущей декады. Его группа утверждала, что глобальное потепление на короткое время приостановится, а затем вновь наберёт скорость, и в течение нескольких лет будут побиты многие рекорды.
С тех пор прошло шесть лет, а глобальная температура так и не поднялась до предсказанного уровня. Но, несмотря на неудачу, та смелая попытка подтолкнула многих климатологов на предсказания. В идеале они стремятся к таким моделям, которые позволят человечеству готовиться к грядущим десятилетиям, подобно тому как метеорологи помогают нам выбирать одежду каждое утро.
Такие краткосрочные прогнозы резко контрастируют с общими предсказаниями на многие десятилетия вперёд, в которых не говорится о фактическом состоянии климата в конкретный момент. «Это новое явление в науке о климате, — поясняет Франсиско Доблас-Рейес из Каталонского климатологического института, ведущий автор главы о прогнозировании климата будущего в докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). — Мы разрабатываем дополнительный инструмент, который расскажет о ближайшем будущем».
Готовясь к докладу МГЭИК, первая часть которого увидит свет в сентябре, примерно 16 групп провели серию экспериментов с краткосрочными климатическими моделями. За последние два года по их итогам был опубликован целый ряд работ, предсказавших более слабое потепление на ближайшую перспективу по сравнению со стандартными моделями. Эти исследователи считают, что прогнозирование на десять лет вперёд вступило в период зрелости. Но другие видные учёные сомневаются и в полученных результатах, и вообще в полезности подобных упражнений — дорогих и трудоёмких.
«Я ничего не имею против этой работы, но пока публикуемые по её итогам статьи только опровергают концепцию», — замечает Гэвин Шмидт из Годдардовского института космических исследований НАСА, отказавшийся от участия в проекте МГЭИК.
Группа г-на Смита воспользовалась стандартными климатическими моделями, но в то же время совершила своего рода прорыв, позаимствовав несколько идей у метеорологов, еженедельно предсказывающих погоду. Климатическое моделирование начинают с далёкого прошлого — зачастую с эпох, предшествующих индустриальной, дабы хорошо представлять общие закономерности развития климата в долгосрочной перспективе. Еженедельные прогнозы погоды, напротив, интересуются только настоящим моментом: метеорологи проводят несколько симуляций со слегка разными начальными метеорологическими условиями, чтобы получить массив результатов, который имеет некоторую статистическую достоверность, несмотря на присущий погоде хаос.
Г-н Смит и его коллеги поступили именно так. В течение двадцати дней 2005 года они выполнили множество измерений температуры воздуха, скорости и направления ветра, атмосферного давления, температуры и солёности океана. Загружая данные каждого дня в главную климатическую модель Центра Хэдли, они всякий раз ставили её в нулевое положение, после чего моделировали грядущее десятилетие с учётом различных факторов — к примеру, роста концентрации парниковых газов.
Учёные думали, что если они начнут с реальных условий текущего момента, то точность модели при краткосрочном прогнозировании улучшится. На первый взгляд, результаты оказались многообещающими, ибо модель показала, что до 2008 года температура будет более низкой по сравнению с обычными прогнозами. Так оно и было, но после 2008-го температура должна была взлететь вверх, однако этого не произошло по сей день. «Справедливости ради стоит сказать, что реальный мир нагревается меньше, чем мы предсказывали, — кается г-н Смит. — И мы до сих пор не понимаем, почему так получилось».
Ответ может скрываться в океанах. Ежедневная погода в основном зависит от атмосферы, но за изменением климата из года в год «следит» более медленная водная среда, в которой запасается намного больше энергии и тепла, чем в воздухе. Специалисты подозревают, что колебания мирового климата в значительной степени связаны с потеплением (Эль-Ниньо) и похолоданием (Ла-Нинья) в восточной тропической части Тихого океана. Кстати, то, что солёная вода движется медленнее воздуха, должно упростить создание моделей поведения океанов.
В 2008 году группа по моделированию климата под руководством Ноэля Кинлисайда (сейчас он работает в Бергенском университете в Норвегии) подготовила прогноз до 2030 года, учитывающий температуру поверхности Атлантического океана. Учёные сосредоточили внимание на меридиональной циркуляции, которая несёт нагретую солнцем воду тропиков на север Атлантики, где тепло уходит в атмосферу, а вода погружается на дно и отправляется в путешествие обратно на юг. Модель показала, что эта циркуляция ослабнет, в результате чего среднемировая температура стабилизируется или даже снизится в ближайшее время.
Предсказание произвело фурор: некоторые специалисты поставили под сомнение методы анализа и то, каким образом присваивались начальные значения. Широкую огласку исследование получило также в СМИ, где активно обсуждались причины, по которым глобальное потепление приостановилось. Вскоре после этого группа учёных под руководством океанографа Штефана Рамшторфа из Потсдамского института изменений климата (ФРГ) публично опровергла статью и предложила группе г-на Кинлисайда пари на €5 тыс., если прогнозы оправдаются.
«Мы решили сообщить общественности о том, что подлинная наука о климате не предсказывает период охлаждения», — подчёркивает г-н Рамшторф. Г-н Кинлисайд и его коллеги не приняли пари — и правильно сделали, потому что циркуляция не замедлилась и температура оказалась выше той, что прогнозировалась ими.
Г-н Кинлисайд признаёт недостатки модели, но указывает на то, что ей всё-таки удалось выявить будущую приостановку глобального потепления и тем самым показать необходимость в учёте данных об океанах.
Несмотря на все провалы, эти попытки породили моду на краткосрочное моделирование, потому что многие специалисты загорелись желанием выяснить, в чём ошибка, и улучшить результаты. При поддержке МГЭИК удалось получить первые систематические прогнозы развития климата на ближайшие годы. Они говорят о более низкой температуре, чем стандартные модели, — в среднем на 15%.
Типичный способ проверить модель — попросить её предсказать климат прошлых лет. У г-на Доблас-Рейеса лучше всех с этой задачей справилась та модель, которая предсказывает замедление темпов глобального потепления на пять лет вперёд. Она подтверждает также, что именно глубины океанов (в частности Атлантики и тропической части Тихого океана) остановили атмосферное потепление, поглотив значительное количество тепла, пойманного парниковыми газами.
Г-н Рамшторф по-прежнему сомневается в том, что можно в точности моделировать краткосрочные изменения земного климата, но другие заметили, что г-н Доблас-Рейес смог сделать достойный шаг вперёд, особенно в моделировании океанов.
«Прогресс очевиден», — говорит Лайза Годдард из Колумбийского университета (США), отвечающая за систематический анализ и сравнение предсказаний моделей МГЭИК. Многие модели, например, «заметили» внезапное потепление поверхности Северной Атлантики, начавшееся примерно в 1995 году. «Все они предсказали его очень хорошо, — продолжает специалист. — Проблема в том, что они сделали это по разным причинам».
Если это действительно так, успех моделирования может оказаться обманчивым: точность предсказаний в первую пару лет — результат реальных начальных условий, ведь климат не меняется кардинальным образом от года к году. Но ещё один год — и точность резко падает.
Эксперты стараются обойти эту трудность, вводя как можно больше значений, но для многих областей (особенно морских глубин) их, увы, просто нет, поэтому приходится делать допущения.
Ещё одна проблема связана с тем, что в процессе симуляции каждая модель стремится к привычному равновесному состоянию, которое было нарушено при введении фактических значений для океана и атмосферы.
Г-н Доблас-Рейес уверен: если добыть более точные данные и сделать поправки на этот «дрейф», а также выявить скрытые пока недостатки, краткосрочное моделирование станет возможным.
А г-н Шмидт полагает, что это утопия, ведь очень трудно связать успех или неудачу с конкретными параметрами, ибо погода и климат Земли непредсказуемы, и эта непредсказуемость встроена в модели. Никакого решения проблемы он не видит.
Есть и такие, как Кевин Тренберт из Национального центра атмосферных исследований (США), который считает, что мы никогда не научимся предсказывать в точности, но прилагаемые усилия всё равно нужны, поскольку любая информация может оказаться полезной для какого-нибудь фермера.
Под шумок г-н Смит и его группа удвоили разрешение своей модели, и теперь планета разбита на клетки со стороной 150 км. Через несколько лет они планируют добиться 60-километрового разрешения, чтобы эффективнее моделировать связь между океаном и погодой. Несмотря ни на что, г-н Смит продолжает ежегодно собирать новые данные, анализировать и публиковать десятилетние прогнозы. Все они покамест говорят о том же самом — о коротком охлаждении и последующем резком росте температуры до рекордных показателей...
http://compulenta.computerra.ru/zemlya/klimatologiya/10007859/
|
