Зміна клімату Чому останні моделі розрахунків перегріваються - DER SPIEGEL

Наскільки чутлива земля? Якщо нові моделі правильні, нам доведеться ще швидше зменшити викиди СО2, щоб досягти мети Паризької кліматичної угоди

останні

Фото: oonal/iStockphoto/Getty Images

Якщо все піде добре, одного разу вони скажуть, що наслідки коронавірусу нарешті зробили прорив у захисті клімату - адже було визнано, що навіть найсерйозніші кризи можна подолати, здійснивши міжнародні дії. Якщо справи підуть погано, зокрема, галузі виробництва викопного палива будуть підтримуватись у найближчі місяці за допомогою короткотермінових програм фінансування, і фінансових засобів для екологічної конверсії тоді може бракувати.

Як закінчиться історія, залежить від вибору політики. Однак вже сьогодні можна визначити, що Корона витісняє майже всі інші теми в очах громадськості. Актуальність захисту клімату не втратила своєї актуальності, навпаки.

Стефан Рамсторф регулярно пише для "Шпігель" про кліматичну кризу. Він є дослідником клімату та моря, очолює відділ аналізу системи Землі в Потсдамському інституті досліджень впливу на клімат (ПІК). З 2000 року він також є професором фізики океану в Потсдамському університеті. Його основні наукові інтереси - дослідження палеоклімату, зміни океанічних течій та рівня моря, а також екстремальні погодні умови.

Останніми тижнями були поодинокі повідомлення про засоби масової інформації, які показали, що головна мета Паризької угоди, а саме стабілізація глобального потепління значно нижче двох градусів Цельсія порівняно з доіндустріальним рівнем, може бути недосяжною. Вони посилаються на попередні результати останніх кліматичних моделей різних дослідницьких інститутів. Що за цим стоїть?

Кліматичні моделі є одними з найважливіших інструментів кліматичних досліджень. Ці моделі - це дуже складні комп’ютерні програми, які розроблялись десятиліттями і моделюють процеси в нашій атмосфері, океанах та на суші на основі законів фізики. Існує близько 100 таких моделей, які постійно розробляються близько 50 дослідницькими центрами по всьому світу. Вони працюють на найшвидших високопродуктивних комп'ютерах на землі - іноді місяцями, щоб створити єдине кліматичне моделювання.

Наша атмосфера в комп'ютерній моделі NASA. Ви можете чітко бачити добову тропічну купчасту конвекцію, деякі тропічні циклони та хмари областей низького тиску в зонах західного вітру середніх широт.

Приблизно кожні п’ять років ці дослідницькі групи домовляються про набір стандартних експериментів, які вони обчислюють зі своїми моделями для порівняльних цілей (як частина CMIP, Проект взаємопорівняння зв’язаних моделей). Ці розрахунки становлять важливу основу для майбутніх прогнозів розвитку клімату, які представлені у звітах Міжурядової комісії з питань зміни клімату (МГЕЗК) і які є основою глобальної кліматичної політики.

Земля може бути набагато більш чутливою до збільшення викидів CO2

Але попередні результати останнього покоління моделей CMIP6 застали дослідників несподіваними - а точніше: гарячими. Деякі з моделей прогнозують значно сильніше глобальне потепління для звичайних сценаріїв викидів, ніж попередні покоління моделей останніх десятиліть. До цього часу кліматична наука припускала, що подвоєння кількості СО2 в нашій атмосфері призведе до потепління близько трьох градусів - з невизначеністю до 1,5 градусів.

Ця метрика відома як кліматична чутливість. Перша спроба його обчислення була зроблена в 1896 році пізнішим лауреатом Нобелівської премії Сванте Арреніусом, який на той час досяг чотирьох-шести градусів - але з сьогоднішньої точки зору з деякими помилками в розрахунку. Сучасні докази того, що кліматична чутливість, швидше за все, знаходиться в межах від двох до 4,5 градусів, походять не тільки від комп’ютерних моделей, але також базуються на даних геологічної історії. Вони показують, наскільки чутливий клімат Землі колись реагував на певні порушення (один із прикладів - цикли льодовикового періоду внаслідок змін навколоземної орбіти навколо Сонця).

Але зараз 14 з 40 найновіших моделей, проаналізованих на даний момент, раптово виявляють кліматичну чутливість більше 4,5 градусів, сім з них навіть більше п'яти градусів. Середнє значення всіх оцінених на сьогодні моделей становить 3,8 градуса і, отже, на 0,6 градуса вище, ніж у попереднього покоління моделей CMIP5. У перекладі це означає: згідно з моделями, земля реагує набагато чутливіше на викиди парникових газів і прогрівається швидше, ніж очікувалося. Якщо це правда, нам доведеться ще швидше скорочувати викиди СО2, щоб досягти мети Паризької кліматичної угоди - бюджет СО2, який нам все ще доступний, буде меншим.

Але чи правильні розрахунки? Однозначної відповіді на це питання немає - аналіз моделей все ще триває. Але вже є перші результати. Нещодавно опубліковане дослідження групи під керівництвом Марка Зелінки з Національної лабораторії ім. Лоуренса Лівермора в США змогло встановити причину високої чутливості моделей: це головним чином через реакцію низьких хмарних шарів над Південним океаном.

Кліматичні моделі - як і всі математичні моделі - мають свої сильні та слабкі сторони, і Південний океан є однією з проблемних областей. Це може бути тому, що більшість моделей не враховують постійні втрати континентального льоду в Антарктиді. Той факт, що багато моделей тут слабкі, ще не говорить нам, які з них ближчі до істини: чутливі чи менш чутливі моделі?

Ми поки не знаємо, які моделі ближчі до істини

На це намагається відповісти друге дослідження, яке порівнює профіль глобальної температури в моделях 20 століття з даними спостережень. Це стандартний тест для кліматичних моделей - і попередні моделі добре узгоджуються з даними вимірювань у цьому відношенні. Особливо примітно, що ранні модельні розрахунки з 1970-х та 1980-х років вірно прогнозували глобальне потепління до сьогодні - у той час, коли потепління взагалі не спостерігалося. І, до речі, дослідники нафтової компанії Exxon теж. Раніше кліматичні моделі недооцінювали деякі наслідки потепління, такі як танення льоду та підвищення рівня моря, але вони мали рацію, коли мова заходила про розвиток середніх глобальних температур.