3 вопроса: Современное состояние науки об изменении климата

На этой неделе стали известны детали готовящегося пятого оценочного доклада (AR5) Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) ООН. Ожидается, что в докладе будет подтверждено, что изменение климата почти наверняка вызвано деятельностью человека, уровень моря поднимется сильнее, чем предполагалось ранее, а минимально возможный рост глобальной температуры может быть ниже прежних оценок. О значении выводов доклада для разработки долгосрочных решений мы поговорили с экспертом по изменению климата и экстремальным погодным явлениям Аурупом Гангули.

Как ученые определяют, вызвано ли повышение температуры деятельностью человека, и почему их уверенность в этом возросла за последние пять лет?

Научный консенсус основан на множестве доказательств. Наиболее распространенный подход для количественной оценки — «отпечатки пальцев». Это комплекс методов на основе моделей, физики и статистики, который позволяет разделить, какая часть потепления вызвана антропогенными выбросами, а какая может быть отнесена к естественной изменчивости. Климатические модели запускаются для исторических периодов с антропогенными выбросами парниковых газов и без них, а затем сравниваются друг с другом и с наблюдениями. Статистические методы относят температурные тренды к естественной изменчивости, а затем выявляют ту часть, которую можно объяснить только с учетом человеческих выбросов.

Наблюдения, модели, статистические методы и понимание физики постоянно улучшаются, что и привело к росту уверенности. Однако значительные неопределенности сохраняются. Одной из постоянных проблем является влияние облаков. Например, в прошлом году два ведущих климатолога опубликовали статьи с разными оценками климатической чувствительности — того, насколько усилится потепление при удвоении концентрации CO₂ в атмосфере. Перед учеными стоит сложная задача — ясно и убедительно донести основную идею, не преуменьшая и не преувеличивая неопределенности.

В докладе отмечается, что ключевой проблемой для климатологов являются надежные прогнозы изменений на локальном уровне. Почему это сложнее, чем делать глобальные прогнозы?

Несколько градусов глобального потепления могут показаться незначительными, но даже такой рост может привести к более сильным волнам жары, не ослабить сильные морозы и усилить интенсивные осадки во многих регионах мира. Именно поэтому некоторые предпочитают термин «глобальное потепление» заменять на «глобальное странствование» (global weirding). Для перевода знаний об изменении климата в практические действия нужны региональные и даже локальные прогнозы: как проектировать здания, защищать инфраструктуру, укреплять дамбы, защищать АЭС от наводнений и повышать устойчивость прибрежных городов к ураганам.

Упрощенно, недостаток предсказуемости возникает из-за трех факторов. Во-первых, наше физическое понимание мелкомасштабных процессов (например, конвекции, вызывающей ливни и наводнения, или формирования тропических циклонов) и возможность закодировать их в моделях ограничены. Во-вторых, статистически средние значения предсказать легче. Прогресс в физике и моделях должен идти рука об руку с усовершенствованной статистикой и методами анализа данных, для чего требуется больше данных высокого качества. В-третьих, горизонты планирования адаптационных мер обычно не превышают нескольких десятилетий. На таких масштабах времени внутреннюю изменчивость нелинейной климатической системы сложно отделить от сигнала об изменении. Эта изменчивость часто связана с крайней чувствительностью к начальным условиям. В таких ситуациях неопределенности необходимо всесторонне оценить, прежде чем использовать климатические прогнозы для планирования.

Какие последствия эта проблема имеет для разработки долгосрочных решений?

Последствия серьезны, что показали, например, эффекты урагана «Сэнди» в районе Нью-Йорка и Нью-Джерси. Однако из-за неопределенностей на локальном и региональном уровнях и срочной необходимости адаптационных мер существует опасность принятия неоптимальных решений, особенно при ограниченных ресурсах. Например, меры устойчивости к сильному ветру, обильным осадкам или штормовому нагону могут быть разными. В уязвимых регионах мира, где режим осадков напрямую влияет на продовольственную и водную безопасность и риск наводнений, прогноз постоянного усиления экстремальных дождей может привести к увеличению расходов на универсальную подготовку к паводкам. Однако прогноз роста изменчивости этих экстремумов может потребовать адаптивного управления как для борьбы с наводнениями, так и для политики и инфраструктуры сбора и распределения воды.

Таким образом, долгосрочные разработки должны быть сосредоточены на всесторонней характеристике неопределенностей; на объединении силы моделей, данных, физики и статистики для их снижения; и на достижении баланса между необходимостью срочных упреждающих решений и осторожностью, чтобы предлагаемые меры не принесли больше вреда, чем пользы. Извлечение знаний вопреки неопределенностям и адаптивное управление с учетом различных ограничений должны стать неотложными национальными и общественными приоритетами.