Завышенное отражение падающего солнечного света облаками привело к тому, что одна из климатических моделей нынешнего поколения предсказала нереалистично низкие температуры во время последнего ледникового периода.

Ключом к полезности климатических моделей в качестве инструментов как для учёных, так и для политиков является их способность связывать изменения уровней парниковых газов в атмосфере с соответствующими изменениями температуры. Равновесная чувствительность климата - одна из таких мер, представляющая прогнозируемое потепление после удвоения уровней углекислого газа (CO₂) в атмосфере.

Климатические модели традиционно прогнозируют увеличение на 1,5–4,5°C при удвоении содержания атмосферного CO₂ относительно доиндустриального уровня. Однако многие из последних моделей показывают значения, превышающие 5°C, что, если они верны, будет иметь серьёзные негативные последствия для нашей способности преодолевать продолжающееся потепление на планете. Zhu et al. исследовали эту тенденцию, используя одну из моделей с высоким уровнем равновесной чувствительности климата, Модель системы Земли версии 2 (CESM2), для исследования поведения климата во время кульминации последнего ледникового периода, называемого Последним ледниковым максимумом.

Последний ледниковый максимум возник около 21000 лет назад и часто используется для оценки качества климатических моделей. Он представляет собой условия, заметно отличающиеся от нынешних, с гораздо более низкими уровнями парниковых газов, большими ледяными щитами, покрывающими Северную Америку и Европу, и более низким уровнем моря. Последний ледниковый максимум появился сравнительно недавно, поэтому имеются широко распространённые геологические свидетельства как климатических воздействий, так и результирующих изменений температуры поверхности.

Сравнение изменения среднеглобальной температуры поверхности (ΔGMST) между Последним ледниковым максимумом и доиндустриальной эпохой по оценке CESM2 с атмосферными блоками – новым (CAM6) и старым (CAM5), а также по оценке CESM1 с атмосферным блоком CAM5.

Авторы сконфигурировали CESM2 так, чтобы точно отражать её использование в современных исследованиях изменения климата, исключив только те части (такие как биогеохимия растительности), по которым отсутствуют достоверные данные для Последнего ледникового максимума. В течение 500 модельных лет после инициализации глобальная средняя температура поверхности упала ниже значений доиндустриальной эпохи (до 11°C), что примерно на 5°C меньше, чем указывают косвенные геологические данные. Для сравнения, предшественник модели, CESM1, давал значения на несколько градусов выше и в пределах неопределённости косвенных значений.

Авторы объясняют расхождение между CESM1 и CESM2 тем, как последняя отражает процессы, развивающиеся в облаках. Атмосферная модель в CESM2 была обновлена, так что смоделированные компьютером облака оказываются ближе к реальным наблюдениям, что влияет на облачную обратную связь - способность облаков отражать поступающий солнечный свет обратно в космос в условиях изменения климата. Когда CESM2 была настроена для использования атмосферного блока старой модели, в котором отсутствуют эти обновления, большая часть чрезмерного снижения температуры исчезла. Авторы предполагают, что CESM2, вероятно, переоценивает упомянутую обратную связь и, следовательно, равновесную чувствительность климата.

Результаты согласуются с результатами других исследований с помощью моделей текущего поколения, показывающими высокие значения равновесной чувствительности климата. Исследователи говорят, что полученные результаты иллюстрируют проблему использования современных наблюдений для ограничения будущего изменения климата и подчёркивают ценность информации об изменениях климата в прошлые эпохи. (Geophysical Research Letters, https://doi.org/10.1029/2020GL091220, 2021 г.).

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/ice-age-testing-reveals-challenges-in-climate-model-sensitivity