Улучшение долгосрочных климатических расчетов

Климатологи нашли простой, но эффективный способ улучшить оценки конечного глобального потепления, получаемые из сложных климатических моделей. Это открытие важно для оценки и сравнения климатических моделей и, следовательно, для точных прогнозов будущих изменений климата — особенно после 2100 года. Исследование опубликовано в Geophysical Research Letters доктором Роббином Бастиансеном и коллегами из Института морских и атмосферных исследований Утрехта Утрехтского университета (Нидерланды). Работа является частью европейского проекта TiPES, координируемого Копенгагенским университетом (Дания).

Сложные климатические модели редко используются для моделирования эффекта глобального потепления от заданного количества CO₂ на срок, превышающий пару столетий в будущее. Причины этого двуедины. Во-первых, даже на суперкомпьютере такая модель должна работать месяцами, чтобы получить 150-летний прогноз; достижение конца длительного моделирования непрактично. Во-вторых, политиков в основном волнует, сколько изменения климата вызовет заданное количество CO₂ в ближайшие десятилетия.

Земля нагревается более 1000 лет

Однако в реальном мире температура продолжает расти более тысячи лет после добавления CO₂ в систему Земли. Типичное моделирование климата, таким образом, оценивает менее половины общего глобального потепления. Это проблема, потому что для улучшения моделей необходимо их сравнивать и оценивать. Конечная глобальная средняя температура от заданного количества CO₂ — важный параметр для оценки модели.

Традиционный способ решения этой проблемы — взять два наиболее значимых результата (называемых наблюдаемыми величинами) из моделирования первых 150 лет и использовать их для оценки, на какой глобальной средней температуре поверхности завершилось бы полное моделирование. Чаще всего используются глобальная средняя температура поверхности и радиационный дисбаланс на верхней границе атмосферы. Это дает довольно хорошую оценку, но метод вносит значительную неопределенность — в основном недооценивая общее глобальное потепление.

Более точные оценки

Продвинутая климатическая модель производит множество других данных, например, о будущих океанских течениях, погодных режимах, протяженности морского льда, альбедо поверхности, климатических поясах, осадках и многом другом.

«И мы добавили еще одну наблюдаемую величину к двум традиционным. В этом и заключается идея. Если вы используете дополнительные наблюдаемые величины, вы улучшите оценки на более длительных временных масштабах. И наша работа — доказательство того, что это возможно», — объясняет доктор Роббин Бастиансен.

В лучшем случае новый метод вдвое сократил неопределенность по сравнению с традиционными методами.

Ожидается, что работа будет полезна для оценки переломных моментов (tipping points) в системе Земли, которые изучаются в проекте TiPES, финансируемом программой ЕС Horizon 2020.