Региональные климатические сигналы создают новые вызовы для климатологии

Климатическая наука успешно предсказала многие аспекты климатической системы и её реакцию на рост концентрации углекислого газа в атмосфере. Однако в последнее время стали проявляться расхождения между реальными изменениями регионального климата и прогнозами моделей, одновременно с появлением новых вычислительных подходов. В статье-перспективе, опубликованной в Nature, исследователи предлагают интерпретацию этой ситуации, указывая, что область знаний эволюционирует, и принятие этих расхождений — ключевой путь вперёд.

Доминирующая парадигма или «стандартный подход» климатологии, развивавшийся последние 60 лет, основан на применении фундаментальных законов физики к климатической системе с допущением, что мелкомасштабные процессы определяются статистическими средними, зависящими от крупных масштабов (параметризация). Этот подход позволил объяснить общие черты климатической системы и её реакцию на рост CO₂. Однако сейчас накапливаются расхождения в прогнозах региональных изменений: например, неожиданное охлаждение восточной тропической части Тихого океана, непредсказанное увеличение частоты блокирующих погодных условий над Гренландией летом или более сильное, чем ожидалось, арктическое усиление потепления.

Эти расхождения, особенно заметные в тропиках, указывают на пробелы в понимании связи процессов разных масштабов и компонентов климатической системы. Механизмы этой связи не работают в нынешнем поколении климатических моделей. Как отмечает соавтор статьи Бьорн Стивенс, задача концептуальной работы — определить, какая отсутствующая в стандартном подходе физика наиболее важна для региональных изменений. Прорывные вычислительные подходы, такие как новые типы климатических моделей или машинное обучение, могут сыграть ключевую роль в решении этой проблемы.

Авторы подчёркивают, что накопление расхождений не ставит под сомнение базовое физическое понимание глобального потепления или необходимость политики сокращения выбросов. Однако их изучение на региональном уровне даёт климатологии возможность углубить понимание системы и, что наиболее важно, локальных проявлений глобального потепления, что необходимо для планирования адаптации и оценки рисков.