Заголовки новостей недавно предупреждали о «тревожных» новых прогнозах потепления, полученных по оценкам климатических моделей, «раскалённых до предела». В действительности они представляют собой лишь небольшую часть моделей, разрабатываемых в настоящее время, большинство же моделей не являются заметно «горячими». Многие из «горячих» моделей относительно плохо воспроизводят прошлые изменения температуры, что является важным тестом для оценки качества модели. Климатологи используют множество различных приёмов, чтобы оценить, насколько климат чувствителен к увеличению концентрации парниковых газов, и пока преждевременно делать вывод, что чувствительность климата, вероятно, выше, чем считалось ранее.

Группы по моделированию климата во всём мире находятся в процессе запуска моделей климата последнего поколения, которые будут включены в готовящийся 6-й доклад МГЭИК 2021 г. (AR6). Эти модели выполняются в рамках проекта 6-ого сравнения моделей (CMIP6). К настоящему времени опубликованы результаты только около 30 моделей CMIP6, из примерно 100 моделей, которые, как ожидается, в конечном итоге представят результаты.

Множество различных свидетельств - в том числе результаты климатических моделей, исторические температуры и палеоклиматические данные - дают наилучшие оценки того, насколько чувствителен климат к повышенным концентрациям парниковых газов в атмосфере. Лучшая оценка того, насколько нагреется Земля, если мы удвоим содержание атмосферного CO2, вероятно, будет около 3°C (+/-1,5°C), а не 5°C, согласно моделям CMIP6 с самой высокой чувствительностью.

Из этого не следует, что нужно отклонить такие новые модели с более высокой чувствительностью: они показывают, что есть вероятность некоторых очень высоких темпов потепления, которую нельзя игнорировать. В то же время надо признать, что эти новые оценки остаются единичными как среди 30 моделей CMIP6, доступных на сегодняшний день, так и среди более широкого набора оценок чувствительности климата в научной литературе.

CMIP6 включает в себя некоторые модели с более высокой чувствительностью

Климатическая чувствительность показывает, насколько сильно окружающая среда нагреется при повышении концентрации парниковых газов в атмосфере. Эта величина является результатом физического и биогеохимического моделирования, а не предписана автором модели. Наиболее распространённой мерой является равновесная чувствительность климата, количественно определяющая ожидаемое долгосрочное потепление после удвоения концентрации CO2 в атмосфере, она уже давно считается эталоном в науке о климате.

С конца 1970-х гг. разброс равновесной чувствительности климата считали, лежащим между 1,5°C и 4,5°C, с центральной оценкой около 3°C. Это был «вероятный» диапазон чувствительности климата, приведённый в Пятом отчете МГЭИК 2013 г. (AR5), а модели климата последнего поколения (из CMIP5) показали аналогичный диапазон от 2,1°C до 4,7°C.
Однако новые результаты CMIP6 представляют более широкий общий диапазон чувствительности климата, чем было обнаружено в CMIP5: одна модель показала чувствительность к климату всего 1,8°C, но ряд остальных - значительно выше 5°C.

Средняя климатическая чувствительность моделей CMIP6 также пока несколько выше - 3,8°C по сравнению с 3,2°C. Однако по мере поступления информации средняя чувствительность моделей CMIP6 снижалась. Это может отражать тенденцию к более быстрому составлению отчётов более хорошо финансируемыми и укомплектованными группами моделирования, которые также, вероятно, сделали самые большие изменения между CMIP5 и CMIP6. По мере появления результатов оставшихся 70 моделей средняя чувствительность к климату вполне может приблизиться к чувствительности CMIP5. Но какими бы ни были значения оставшихся 70 моделей, CMIP6 будет включать некоторые оценки чувствительности, значительно превосходящие любые оценки CMIP5.

Девять из 30 доступных в настоящее время моделей CMIP6 имеют климатическую чувствительность выше, чем любые модели CMIP5. Эти «экстремальные» модели подняли среднее значение, несмотря на то, что почти половина (13) имеют чувствительность к климату ниже, чем среднее значение CMIP5, равное 3,2°C.

Исследователи в настоящее время изучают, чем именно обусловлены столь высокие значения в некоторых моделях. В ряде случаев это объясняется улучшением представления облачности и аэрозолей. Например, то, как модели обрабатывают переохлажденные облака (ниже точки замерзания, но всё ещё жидкие) в Южном океане, может иметь большое значение.

Многие высокочувствительные модели имеют плохие «задние ходы»

Климатические модели предоставляют не только прогнозы будущего потепления, но и расчёты ретроспективных температур прошлого («задние ходы»). Эти ретроспективные оценки могут использоваться в качестве критерия для оценки эффективности моделей, хотя исторические температуры являются лишь одной из многих сотен различных переменных, генерируемых климатическими моделями.

У ряда моделей с более высокой чувствительностью в CMIP6 возникли проблемы с точностью расчётов исторических температур. Некоторые из них почти не показывают потепления в течение 20-го века - с эффектами охлаждения от аэрозолей, почти полностью уравновешивающими рост концентрации парниковых газов в атмосфере - с последующим мощным всплеском потепления в последние десятилетия. Другие показывают слишком сильное потепление за последние 150 лет.

Способность точно прогнозировать исторические температуры не является идеальным тестом качества модели. Например, естественная изменчивость в реальном мире, такая как явления Ла-Нина или Эль-Ниньо, не воспроизводится одновременно в климатических моделях. Эти различные «фазы» естественной изменчивости могут влиять на то, насколько хорошо модели работают по сравнению с наблюдениями в течение десятилетия или двух. Однако несоответствия между некоторыми моделями высокой чувствительности и наблюдениями весьма велики и происходят в течение достаточно длительных периодов времени, поэтому они вряд ли вызваны одной естественной изменчивостью.

Этот дефект, тем не менее, не является причиной полного исключения таких моделей; многие модели, плохо воспроизводящие исторические температуры, могут обеспечивать хорошее согласие с другими климатическими переменными, такими как облачный покров, потоки радиации в верхней части атмосферы, схемы осадков и т.д. Но в то же время это является предостережением относительно полного доверия к этим новым результатам.

Чувствительность к климату должна основываться на множестве доказательств

Модели - важный способ оценки чувствительности учеными-климатологами, но они далеко не единственные. Чувствительность также можно оценить путём применения возникающих ограничений, например, путём определения того, какие модели работают лучше по наблюдаемым показателям, таким как поведение облаков, которое коррелирует с чувствительностью климата. Чувствительность также может быть получена из инструментальных записей температуры за последние 150 лет, а также из записей климатических параметров более отдалённого прошлого Земли - периодов, таких как недавний ледниковый период, плиоцен или эоцен.

Рассматривая эти многочисленные свидетельства (а не просто подмножество последних моделей климата), мы получаем более детальное представление о чувствительности климата, чем если бы мы полагались только на последние результаты климатического моделирования.

Новые модели должны напоминать нам, что сохраняются большие неопределённости (и длинные «хвосты» риска), но сами по себе они не отменяют долгосрочного консенсуса о том, что чувствительность к климату, вероятно, находится где-то около 3°C (+/- 1,5°C) на удвоение СО2.

Ссылка: https://thebreakthrough.org/issues/energy/cold-water-hot-models