В чем разница между климатическими и погодными моделями? Все сводится к хаосу

Прогнозы погоды помогают нам планировать повседневную жизнь и получать предупреждения об экстремальных явлениях. Для их создания, как и для моделирования климата на десятилетия вперед, используются сложные математические представления Земли и ее атмосферы — погодные и климатические модели. Они основаны на одних и тех же физических принципах и описывают такие факторы, как солнечная радиация, движение воздуха и воды, облака, с помощью уравнений, решаемых на трехмерных вычислительных сетках. Однако между ними есть ключевое различие.

Основное отличие заключается в концепции инициализации — начальных условиях модели. Погодные модели стремятся максимально точно описать текущее состояние атмосферы, чтобы предсказать конкретные погодные явления на несколько дней вперед. Чем дальше прогноз, тем больше влияние хаоса и меньше точность. Климатические модели используют другую философию: они не предсказывают конкретный шторм в определенный день, а моделируют Землю на протяжении столетий, чтобы воспроизвести статистику погодных событий — средние температуры, частоту экстремальных явлений. Для этого они учитывают долгосрочные процессы, такие как океаническая циркуляция, состояние криосферы и углеродный цикл.

«Если мы можем точно предсказывать погодные системы лишь примерно на неделю вперед, то климатические модели не ставят целью предсказать конкретный шторм в следующем столетии. Вместо этого они нацелены на воспроизведение правильного типа и частоты погодных событий», — поясняется в статье. Несмотря на прогресс в использовании машинного обучения для прогноза погоды, для моделирования будущего климата этот подход пока ограничен из-за отсутствия данных для обучения в условиях нового, более теплого климатического состояния. Таким образом, климатические и погодные модели остаются важнейшим цифровым инструментом для планирования и принятия решений.