CarbonBrief: Состояние климата: первый квартал 2020 года является вторым среди самых тёплых за всю историю наблюдений
Этот год обещает стать одним из самых тёплых за всю историю - если не самым тёплым. Это особенно примечательно, поскольку в 2020 году, вероятно, будут наблюдаться нейтральные условия Эль-Ниньо/Ла-Нинья, которые будут играть незначительную роль в повышении годовых температур.
Первые три месяца 2020 года были вторыми среди самых тёплых за всю историю наблюдений, после 2016 года, прошедшего в условиях супер-Эль-Ниньо. Последние 12 месяцев также были почти близки к самому тёплому из 12-месячных периодов за всю историю наблюдений. Почти рекордные температуры поверхности моря привели к обширному обесцвечиванию кораллов в течение лета в южном полушарии.
Глобальные температуры в настоящее время находятся на уровне или выше уровня, прогнозируемого комплексом моделей климата, представленных в пятом докладе об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) 2013 года (AR5).
Глобальный уровень моря продолжает расти в 2020 году. Это обусловлено таянием ледников и ледниковых покровов, а также тепловым расширением воды при её нагревании. Арктический морской лёд в настоящее время находится на нижней границе своего исторического диапазона, в 2019 году был зафиксирован второй среди самых низких минимальных уровней арктического морского льда, в то время как морской лёд Антарктики ближе к нормальным уровням для этого времени года.
Второе самое тёплое начало года
Глобальные температуры поверхности регистрируются рядом различных международных групп, в том числе NASA, NOAA, Met Office Hadley Center/UEA, Berkeley Earth и Cowtan and Way. Copernicus/ECMWF также производит оценку температуры поверхности на основе комбинации измерений и модельных результатов - подход, известный как «реанализ».
На приведённой ниже диаграмме сравниваются годовые глобальные температуры поверхности по данным этих различных групп с 1970 г. - или 1979 г. в случае с Copernicus/ECMWF. Цветные линии показывают температуру для каждого года, а точки с правой стороны - текущую оценку за период с января по март 2020 года. Значения даны относительно общего базового периода - средней температуры 1981-2010 гг. для каждой серии. Записи температуры поверхности показали, что с 1970 года потепление составило около 0,9°C, а его скорость - около 0,18°C за десятилетие.
Значения за текущий год показаны только для NASA, NOAA и Copernicus, поскольку данные за март пока не доступны для других групп. Значения за текущий год на этом графике будут обновлены, когда эти данные станут доступны.
Среднегодовые среднеглобальные температуры поверхности по данным NASA GISTEMP, NOAA GlobalTemp, Hadley/UEA HadCRUT4, Berkeley Earth, Cowtan and Way и Copernicus/ECMW (линии), а также температуры до 2020 года (январь-март, цветные точки). Аномалии, нанесённые на график - относительно базовых 1981-2010 гг. График Carbon Brief с использованием Highcharts.
Температура в первые три месяца 2020 года была удивительно высокой. Если такая ситуация сохранится до конца года, то 2020 год станет самым тёплым годом в истории за период инструментальных наблюдений. Тем не менее, вполне вероятно, что глобальные температуры не будут такими же высокими до конца года - отчасти потому, что глобальные температуры в период с октября по март более изменчивы, чем в остальную часть года, в связи с тем, что события Эль-Ниньо имеют тенденцию достигать максимума зимой.
На рисунке ниже показано, как текущие температуры сравниваются с предыдущими годами в наборе данных NASA. Приводится температура с начала года до текущего момента для каждого месяца года, с января до полного среднегодового значения.
Ежегодные температуры за каждый месяц с 2012 по 2020 гг. из NASA GISTEMP. Аномалии, нанесённые на график - относительно базовых 1981-2010 гг. График Carbon Brief с использованием Highcharts.
Несмотря на необычно высокие температуры в течение первых трёх месяцев, 2020 год всё ещё отстаёт от 2016 года по температурам с начала года до текущего момента (Q1). Зимние месяцы были особенно тёплыми в 2016 году - на 0,89°C выше среднего показателя 1981–2010 гг. в наборе данных NASA GISTEMP. (Летние аномалии температуры в 2016 году были заметно меньшими, в результате чего среднегодовая аномалия температуры составила 0,60°С.) Для сравнения, в первые три месяца 2020 года аномалия температуры равнялась 0,78°С, что позволило ей прочно занять второе место.
Однако начало 2016 года было существенным влияние Эль-Ниньо, тогда как в конце 2019-ого и начале 2020-ого годов в Тихом океане наблюдалась нейтральная температура поверхности моря.
События Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые в совокупности называют Южным колебанием Эль-Ниньо, или ENSO, являются основной движущей силой межгодовых изменений долгосрочной тенденции к потеплению поверхности. События ENSO характеризуются колебаниями температуры на границе между океаном и атмосферой в тропической части Тихого океана, помогающими сделать некоторые годы теплее, а некоторые прохладнее.
Большинство прогнозов для Эль-Ниньо/Ла-Нинья предполагают, что нейтральные условия сохранятся до конца 2020 года, при этом температура поверхности моря в тропической части Тихого океана находится в пределах от -0,5°С … 0,5°С по сравнению с её недавним средним значением.
В этом можно убедиться на рисунке ниже, где показан ряд модельных прогнозов ENSO, подготовленных различными научными группами, причем средние значения для каждого типа моделей показаны жирными красными, синими и зелеными линиями. Положительные значения выше 0,5C отражают условия Эль-Ниньо, а отрицательные значения ниже -0,5°С - условия Ла-Нинья.
Модельные прогнозы Эль-Ниньо южного колебания (ENSO) для трёхмесячных периодов в регионе Niño3.4 (февраль, март, апрель - FMA - и т. д.), взятые из прогноза IRI/CPC ENSO.
Климатические модели и наблюдения
Климатические модели предоставляют основанные на физике оценки будущего потепления с учётом различных предположений о будущих выбросах, концентрации парниковых газов и других влияющих на климат факторов.
Модельные оценки температур до 2005 года являются «ходом назад» с использованием известных прошлых климатических воздействий, в то время как температуры после 2005 года, являются «прогнозом», основанным на оценке того, как всё может измениться.
На приведённом ниже рисунке показан диапазон прогнозов для отдельных моделей, представленных в AR5 МГЭИК (CMIP5), в период между 1970 и 2020 гг. с серой штриховкой и средним прогнозом по всем моделям, показанным чёрным. Отдельные наблюдения температуры представлены цветными линиями.
Среднегодовые среднеглобальные температуры поверхности за 12 месяцев по моделям CMIP5 и наблюдениям за период 1970 - 2020 гг. Модели используют воздействия сценария RCP4.5 после 2005 года. Они включают температуры поверхности моря над океанами и температуры приземного воздуха над сушей, чтобы соответствовать измерениям, полученным в результате наблюдений. Аномалии, нанесённые на график - относительно базовых 1981-2010 гг. График Carbon Brief с использованием Highcharts.
В то время как рост глобальной температуры был немного ниже темпов потепления, прогнозируемых климатическими моделями в период 2005 - 2014 гг., в последние годы он оказался довольно близким к среднему показателю. В первую очередь это относится к глобально полным данным о температуре, таким как данные NASA, Berkeley Earth и Copernicus, включающие оценки температуры для всего арктического региона.
Температуры были выше, чем в среднем по мультимодельным оценкам во время супер-Эль-Ниньо 2015–2016 гг., и немного ниже в период Ла-Нинья 2018 года. За последние два года температура снова поднялась, и в настоящее время она превышает мультимодельное среднее значение в большинстве наборов данных.
Примечательно, что температуры за предшествующий 12-месячный период (апрель 2019 г. - март 2020 г.) близки к периоду с августа 2015 г. по сентябрь 2016 г. и являются самыми высокими за всю историю 12-месячных наблюдений, особенно в наборе данных Copernicus/ECMWF.
Прогнозирование температуры 2020 года
Первые три месяца 2020 года могут дать некоторое представление о том, чего ожидать в течение всего года. Рассматривая взаимосвязь между первыми тремя месяцами и годовыми температурами для каждого года, начиная с 1950 года, Carbon Brief создала прогноз того, какой может быть окончательная средняя глобальная температура за 2020 год. Анализ также оценивает большую неопределённость в результатах 2020 года, учитывая, что температуры доступны только за три месяца.
На рисунке ниже показаны результаты анализа Carbon Brief с использованием набора данных NASA GISTEMP. Жёлтая точка показывает среднюю температуру 2020 года за первые три месяца, в то время как красный квадрат – её наиболее вероятную годовую оценку за 2020 год. Столбики ошибок, окружающие его, указывают на 95-процентный доверительный интервал, а именно, 95-процентную вероятность того, что среднеглобальная температура 2020 года попадёт в этот диапазон.
Годовые глобальные аномалии средней температуры поверхности по данным NASA нанесены на график относительно исходного уровня 1981-2010 гг. На сегодняшний день значения 2020 года включают январь-март. Расчётное годовое значение за 2020 год основано на связи между температурами в январе-марте и годовыми температурами с 1950 года. Диаграмма Carbon Brief с использованием Highcharts.
В рамках этого анализа, полные годовые температуры в 2020 году, вероятно, будут значительно ниже, чем можно предположить по трёхмесячному периоду. На данный момент весьма вероятно, что 2020 год станет одним из четырёх самых тёплых за всю историю наблюдений, и есть реальный шанс, что он может побить рекорд 2016 года и стать самым тёплым годом. Большинство прогнозов, сделанных в начале 2020 года, таких как прогнозы NASA GISTEMP и UK Met Office, предполагают, что год станет вторым наиболее тёплым после 2016 года.
Уровень моря продолжает расти
Современные уровни моря поднялись до нового максимума в конце 2019 и начале 2020 гг. из-за сочетания таяния ледяного покрова - ледников и ледяных щитов - и теплового расширения воды при её нагревании.
На рисунке ниже показано повышение глобального уровня моря с момента его первого измерения спутниками в начале 1990-х годов. Разноцветные линии обозначают данные разных спутников за прошедшие годы. Доступны также более ранние данные об уровне моря, полученные приливными датчиками, начиная с конца 19-ого века.
Глобальный средний уровень моря на основе спутниковых данных NOAA с января 1993 года по настоящее время. Добавлена поправка на глобальный средний изостатический отскок 0,3 мм/год. График Carbon Brief с использованием Highcharts.
Повышение уровня моря чувствительно к глобальным поверхностным температурам: в годы Эль-Ниньо, когда температура немного выше, как правило, происходит быстрее, чем в годы Ла-Нинья. Например, уровень моря быстро повышался с 2014 по 2016 год. Однако это относительно небольшие колебания вокруг постоянной долгосрочной тенденции. Общий уровень моря поднялся примерно на 90 мм с начала 1990-х годов и около 200 мм с 1900 года.
Данные об уровне моря корректируются с учетом ледяной изостатической корректировки - отскока Земли от ледяных щитов толщиной в несколько километров, покрывавших большую часть Северной Америки и Европы около 20 000 лет назад. Эта поправка является относительно небольшой, добавляя лишь около 0,3 мм/год к темпам повышения уровня моря, или около 10% от его текущей скорости.
Арктический морской лёд умеренно низкий
Морской лёд Арктики большей части начала 2020 года соответствовал нижней части исторического диапазона 1979-2010 гг., но его уровень был выше рекордных минимумов, наблюдавшихся в начале 2019 года. Морской лёд в Антарктике был близок к долгосрочному среднему значению за первые три месяца 2020 года. Надёжные данные о ледяном покрове доступны только с конца 1970-х годов, когда были запущены спутники, охватывающие наблюдениями полярные области.
На приведённом ниже рисунке показаны протяжённость морского льда в Арктике и Антарктике в 2020 году (сплошные красные и синие линии), исторический диапазон за период с 1979 по 2010 гг. (заштрихованные области) и рекордные минимумы (пунктирная черная линия). В отличие от глобальных температурных данных, данные по морскому льду собираются и обновляются на ежедневной основе, что позволяет просматривать протяжённость морского льда до настоящего времени.
Суточная протяжённость морского льда в Арктике и Антарктике от Национального центра данных по снегу и льду США. Жирные линии показывают ежедневные значения 2020 года, заштрихованная область указывает на два стандартных диапазона отклонения в исторических значениях между 1979 и 2010 годами. Пунктирные чёрные линии обозначают рекордные минимумы для каждого полюса. График Carbon Brief с использованием Highcharts.
Размер морского льда - только часть истории. В дополнение к уменьшающейся его протяжённости сохраняющийся морской лёд имеет тенденцию быть моложе и тоньше, чем лёд, прежде покрывавший регион. На приведённом ниже рисунке с использованием данных PIOMAS, показана толщина арктического морского льда за каждый год в период между 1979 и 2020 годами. Хотя объём морского льда в 2019 году был довольно низким, он скромно восстанавливался в начале 2020 года и всё ещё соответствует долгосрочной тенденции к снижению.
