Зміни клімату за 15 років: прогнози і реальність

Відео: Клімат на 100 років: вчені працюють над моделлю майбутнього

У 90-і роки XX століття були запропоновані досить досконалі, як здавалося їх творцям, математичні моделі, що дозволяють прогнозувати стан клімату на Землі в найближчі десятиліття. Нещодавно група вчених з різних країн порівняла ці прогнози з тим, що реально відбувалося за останні 15 років. З`ясувалося, що добре були передбачені зміни вмісту в атмосфері вуглекислого газу і прийнятно - хід температури. Обидва ці показника зростали відповідно до раніше виявленими трендами. А ось середній рівень Світового океану зростав швидше, ніж очікувалося. З 1990-го по 2005 рік він збільшився приблизно на 4 см, а передбачалося додаток тільки на 2 см.

Для того щоб передбачити очікують нас кліматичні зміни, вчені спираються на досить складні математичні моделі. А моделі будують на основі того, що вже спостерігалося в попередні роки, і на розумінні взаємозв`язків фізичних процесів, що відбуваються на поверхні нашої планети. Потрібно знати, наприклад, як пов`язані між собою зміст в атмосфері парникових газів і температура, або як від температури залежить стан найбільших льодовиків (а вони можуть не тільки танути при потеплінні, але і наростати, наприклад в центральних районах Гренландії і Антарктиди, оскільки там починає випадати більше опадів). Стан льодовиків, в свою чергу, прямо позначається на рівні Світового океану. Чим більше води на планеті пов`язане в льодах, тим нижче рівень океану.

Зіставити передбачення моделей, запропонованих в 1990-і роки, з тим, що дійсно сталося за останні 15 років, вирішила група вчених з різних країн на чолі зі Стефаном Рамсторф (Stefan Rahmstorf) з Потсдамського інституту вивчення впливу клімату (Potsdam Institute for Climate Impact Research , Німеччина). За основу були взяті сценарії, запропоновані Міжурядовою групою експертів зі зміни клімату (IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change). Хоча прогнози ці були опубліковані в 2001 році, грунтувалися вони на даних, отриманих до 1990 року, і не враховували більш пізніх спостережень. Результати зіставлення реальності з модельними розрахунками підсумовані Рамсторф і його колегами в статті, опублікованій недавно в журналі Science.

Зміни вмісту в атмосфері СО2 (вгорі), середньої температури на поверхні Землі (в середині) і середнього рівня Світового океану (внизу) з 1973 року по теперішній час. Тонкі суцільні лінії - реальні дані, товсті суцільні - усереднені реальні дані, що показують основний тренд. Пунктирними лініями позначені дані прогнозів і даються при цьому довірчі інтервали (області, зафарбовані сірим кольором). Зміни температури і рівня океану дані як відхилення від лінії тренду в місці перетину нею позначки 1990 роки (прийнято за нуль). Мал. з обговорюваної статті в Science



Як видно з наведених у статті (і відтворених тут) графіків, динаміка вмісту вуглекислого газу (верхня панель) з 1990 року добре відповідала передбаченого тренду. Дані по СО2 взяті з довгого ряду вимірювань, проведених геофізичної обсерваторії на горі Мауна-Лоа (див. Також Mauna Loa Observatory) на Гавайських островах. А оскільки це все ж Північна півкуля, то середні значення для всієї Земної кулі повинні бути трохи менше в силу незначної, але стійко зберігається різниці між північною і південною половинками нашої планети (у Південній півкулі вміст СО2 трохи нижче).

На графіку добре видно також щорічні невеликі, але надзвичайно регулярні коливання вмісту СО2, що виникають як результат сезонних змін в активності наземної рослинності. Інтенсивний фотосинтез рослин в кінці весни і влітку призводить до того, що СО2 в повітрі знижується і досягає мінімуму на початку осені. Процеси ж, що ведуть до вступу вуглекислого газу в атмосферу, на відміну від фотосинтезу, тривають цілий рік: це і дихання всіх організмів (в першу чергу бактерій і грибів, що розкладають основну масу відмерлої органічної речовини), і спалювання людиною палива. Саме тому сезонний максимум змісту СО2 в атмосфері доводиться на початок весни.
style = "float: left;" alt = "Зміни клімату за 15 років: прогнози і реальність" title = "Зміни клімату за 15 років: прогнози і реальність"
Середньорічна температура (середня панель графіка) зростає, здійснюючи при цьому якісь коливання, які важко передбачити, оскільки вони є результатом випадкового збігу різних обставин в динаміці атмосфери і океанічних течій. За 16 років, починаючи з 1990 року, середня температура на Землі зросла на 0,33 ° C. Ця величина, в загальному відповідає прогнозам моделі IPCC, але знаходиться у верхній межі коридору допустимих значень.

Центральна лінія можливого тренда зміни температури була розрахована в моделі виходячи з того, що при збільшенні вмісту СО2 в атмосфері в два рази температура зросте на 3 °, а крайні значення довірчих інтервалів (межі «коридору невизначеності») відповідають зростанню середньої температури на 1,7 ° і 4,2 ° при подвоєнні концентрації СО2 в атмосфері. Можливо, що деяка розбіжність між прогнозом моделі і дійсністю пов`язано з тим, що вуглекислий газ насправді надає сильніший ефект на температуру, ніж очікувалося. Інше можливе пояснення - наслідок недооцінки охолоджувальної дії аерозолів, які можуть бути як природного походження, так і утворені в результаті господарської діяльності людини (див .: Аерозолі в атмосфері Землі, а також Atmospheric aerosols: what are they, and why are they so important? ). Нарешті, не виключено, що деяке відхилення спостережуваних величин від прогнозованих пояснюється внутрішньої варіабельністю самої кліматичної системи, наслідком невідомої нам динаміки взаємодії її компонентів.

Найменш задовільним виявився прогноз рівня Світового океану (нижня панель графіка). За останній час цей рівень зростав помітно швидше, ніж передбачалося моделлю IPCC. Реальне збільшення (за даними супутникових вимірювань) з 1993-го по 2006 рік склало в середньому 3,3 ± 0,4 мм за рік, тоді як модель в якості найбільш вірогідної величини давала менше 2 мм за рік. Автори статті відзначають, що зростання рівня океану за останні 20 років був швидшим, ніж за будь-який двадцятиріччя протягом попередніх 115 років. Спостерігалися значення відповідають крайнім цифрам, які дані в моделі як малоймовірні і пов`язані з так званої «невизначеністю в стані льоду на суші». І хоча основний внесок у піднесення рівня океану вносить просте теплове розширення водної маси при збільшенні глобальної температури, значну і, мабуть, недооцінену роль відіграє і танення льодовиків. Втім, самі останні публікації на цю тему (див. Також Танення льодовиків Антарктиди і Гренландії майже не позначається на рівні Світового океану, «Елементи», 09.04.2007) начебто свідчать про незначний вплив танення льодовиків Гренландії і Антарктиди на рівень океану.

Автори приходять до висновку, що до науковими прогнозами зміни клімату слід поставитися з усією серйозністю. Хід вмісту вуглекислого газу в атмосфері і зміни були передбачені досить добре. А у випадку з рівнем океану (найменш задовільний варіант прогнозу) дійсність виявилася більш загрозливою, ніж передбачалося.

Кожні п`ять хвилин свіжа і актуальна новина на сайті "Такі ось новини". Дізнайтеся все раніше за інших.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!