Климатические наблюдения включают в себя одну последовательность естественной внутренней изменчивости и реакции на внешние воздействия. Большие ансамбли начальных условий, используемые в любой модели климата, обеспечивают множество различных последовательностей внутренней изменчивости и отклика на внешние воздействия. Такие ансамбли позволяют аналитикам количественно определять случайную неопределённость во времени, необходимую для обнаружения этих откликов. Для тропосферной температуры согласованность между временем обнаружения отклика в спутниковых данных и в двух различных ансамблях начальных условий зависит, главным образом, от размера смоделированных нагрева в ответ на увеличение содержания парниковых газов и охлаждения, вызванного антропогенными аэрозолями. Наилучшая согласованность достигается для модели с высокой чувствительностью и большим аэрозольным охлаждением. Оценка того, является ли этот результат физически обоснованным, потребует снижения имеющихся сегодня значительных неопределённостей в области аэрозолей.

Большие ансамбли начальных условий, используемые в климатических моделях, обеспечивают множество различных реализаций шума внутренней изменчивости, наложенного на внешний вынужденный сигнал. Они использовались для оценки времени появления сигнала в отдельных точках сетки, но редко - для выявления отклика на глобальное антропогенное влияние. Авторы анализируют ансамбли с 50 и 40 членами, выполненные с двумя климатическими моделями, в каждой из которых учитывались как антропогенные, так и естественные воздействия. Применяется метод на основе шаблона для определения времени обнаружения сигнала в отдельных членах ансамбля. Распределения td характеризуются медианным значением td{m} и диапазоном td{r}, рассчитанными для тропосферных и стратосферных температур за период с 1979 по 2018 гг. Более низкое стратосферное охлаждение, в основном вызванное истощением озонового слоя, дает значения td{m} в период с 1994 по 1996 гг. в зависимости от ансамбля модели, области (глобальная или полусферная) и типа данных шума. Что касается тропосферного потепления, вызванного парниковыми газами, то больший шум и более медленное восстановление после извержения Пинатубо в 1991 году приводят к более позднему обнаружению сигналов (между 1997 и 2003 гг.). Стохастическая неопределенность td{r} больше для тропосферного потепления (от 8 до 15 лет), чем для стратосферного охлаждения (от 1 до 3 лет). В ансамбле, сформированном с помощью модели высокой чувствительности климата с низким антропогенным аэрозольным воздействием, моделируемое тропосферное потепление больше наблюдаемого; время обнаружения сигналов тропосферного потепления в спутниковых данных находится в пределах td{r} в 60% всех случаев. Соответствующее число составляет 88% для второго ансамбля, который был создан с ещё более высокой чувствительностью к климату, но с большим аэрозольным охлаждением. Для того чтобы последний результат был физически правдоподобным, потребуются согласованные усилия для уменьшения значительных неопределённостей в аэрозольном воздействии.

Ссылка: https://www.pnas.org/content/pnas/116/40/19821.full.pdf