Новые данные показывают, что изменение климата может происходить быстрее, чем прогнозируется

Около 30 массивных, запутанных компьютерных сетей обслуживают ученых, стоящих на переднем крае исследований изменения климата. В каждой сети работает программа, состоящая из миллионов строк кода. Эти программы представляют собой вычислительные модели, объединяющие мириады физических, химических и биологических явлений, которые вместе формируют климат нашей планеты.

Модели рассчитывают состояние земной атмосферы, океанов, суши и льда, фиксируют прошлые и нынешние климатические колебания и используют полученные данные для прогнозирования будущих изменений климата. Эти результаты анализируются ведущими исследовательскими институтами по всему миру, включая Институт науки Вейцмана, а затем включаются в оценочный доклад

Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК). Политики полагаются на доклад МГЭИК при разработке стратегий адаптации и смягчения последствий изменения климата - одного из величайших кризисов нашего поколения.

Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature Climate Change, несомненно, заставит МГЭИК - и другие природоохранные органы - обратить на него внимание.

Группа ученых под руководством доктора Рея Хемке из Отдела наук о Земле и планетах Вейцмана обнаружила значительное усиление зимних штормов в Южном полушарии. Исследование, проведенное в сотрудничестве с доктором И Мингом из Принстонского университета и доктором Янни Ювалем из Массачусетского технологического института, несомненно, вызовет бурную дискуссию о климате. До сих пор климатические модели прогнозировали антропогенное усиление зимних штормов только к концу этого века.

В новом исследовании Хемке и его команда сравнили симуляции климатических моделей с текущими наблюдениями за штормами. Их открытие было мрачным: Стало ясно, что усиление штормов в последние десятилетия уже достигло уровней, прогнозируемых на 2080 год.

"Зимний шторм - это погодное явление, которое длится всего несколько дней. По отдельности каждый шторм не имеет большого климатического веса. Однако долгосрочное влияние зимних штормов становится очевидным при оценке совокупных данных, собранных за длительные периоды времени, - объясняет Хемке.

В совокупности эти штормы оказывают значительное воздействие, влияя на перенос тепла, влаги и импульса в атмосфере, что, соответственно, сказывается на различных климатических зонах Земли. "Одним из примеров этого является роль, которую штормы играют в регулировании температуры на полюсах Земли. Зимние штормы отвечают за большую часть переноса тепла из тропических регионов к полюсам. Без их вклада средняя температура на полюсах была бы примерно на 30°C ниже". Аналогичным образом, коллективное усиление этих штормов создает реальную и значительную угрозу для общества в Южном полушарии в ближайшие десятилетия.

"Мы решили сосредоточиться на Южном полушарии, потому что зарегистрированная там интенсификация была сильнее, чем в Северном полушарии", - говорит Хемке. "Мы не изучали Северное полушарие, но, похоже, что в этом полушарии усиление штормов происходит медленнее, чем в Южном полушарии. Если эта тенденция сохранится, - добавляет Хемке, - то в ближайшие годы и десятилетия мы будем наблюдать здесь более значительную интенсификацию зимних штормов".

"Зимние штормы ответственны за большую часть переноса тепла из тропических регионов к полюсам. Без их вклада средняя температура на полюсах была бы примерно на 30°C ниже".

В своей лаборатории в Институте Вейцмана Хемке исследует физические механизмы, лежащие в основе крупномасштабных изменений климата. В данном исследовании он и его научные партнеры стремились понять, были ли эти изменения климатических моделей вызваны внешними факторами (например, деятельностью человека), или же они стали результатом внутренних колебаний глобальной климатической системы. Они проанализировали климатические модели, которые имитировали модели усиления штормов под изолированным влиянием внутренних климатических причин, без внешнего воздействия. Они показали, что за последние 20 лет штормы усиливались быстрее, чем это можно объяснить только внутренним климатическим поведением.

Кроме того, исследователи обнаружили физический процесс, стоящий за интенсификацией штормов. Анализ скорости роста штормов показал, что изменения в атмосферных струйных течениях за последние несколько десятилетий вызвали эти обострения, а современные климатические модели не способны точно отразить эти изменения.

Исследование Хемке, Минга и Юваля имеет два непосредственных и значительных последствия. Во-первых, оно показывает, что не только климатические прогнозы на ближайшие десятилетия более серьезны, чем предыдущие оценки, но и предполагает, что человеческая деятельность может оказать большее влияние на Южное полушарие, чем предполагалось ранее. Это означает, что необходимо быстрое и решительное вмешательство для того, чтобы остановить климатический ущерб в этом регионе. Во-вторых, необходимо исправить погрешности в климатических моделях, чтобы они могли дать более точный прогноз климата в будущем.

Могут ли климатические модели неточно предсказывать другие важные явления? "Модели очень хорошо справляются с прогнозированием почти всех параметров", - говорит Хемке. "Мы обнаружили один параметр, для которого необходимо скорректировать чувствительность моделей. Изменения температуры, осадков, морского льда и летних штормов, например, все моделируются точно".

Ожидается, что результаты исследования помогут исследователям климата во всем мире исправить погрешности в моделях и создать более точный прогноз будущих климатических моделей. Кроме того, обновленное понимание усиления зимних штормов за последние несколько десятилетий поможет нам лучше понять состояние климата Земли. Теперь климатологи смогут более точно оценить масштабы ущерба, который, как ожидается, нанесет изменение климата, - ущерба, который можно будет уменьшить только в том случае, если человечество вмешается и возьмет на себя ответственность за будущее планеты.