Ключевой новый ингредиент в климатической модели уточняет глобальные прогнозы

Впервые климатологи из различных учреждений США успешно включили азотный цикл в глобальные симуляции для прогнозирования изменения климата. Это ставит под сомнение предыдущие допущения относительно углеродной обратной связи и может помочь уточнить прогнозы моделей о глобальном потеплении. Результаты эксперимента, проведенного в Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США и Национальном центре атмосферных исследований, опубликованы в журнале Biogeosciences.

Учет потребности растений в питательных веществах показал, что скорость изменения климата в следующем столетии может быть выше, чем предполагалось ранее. Стимуляция роста растений из-за увеличения CO₂ в атмосфере окажется в 2–3 раза слабее, чем предсказывали модели без учета азота. Поскольку меньший рост означает меньшее поглощение CO₂ растительностью, концентрации CO₂ в атмосфере ожидаются более высокими. Это частично компенсируется ускоренным разложением органики при потеплении, которое высвобождает больше питательных веществ, но этого недостаточно для баланса.

«Мы показали, что если бы все глобальные моделирующие группы включили какую-либо динамику питательных веществ, разброс прогнозов моделей сократился бы из-за сдерживающего эффекта ограничений по углероду и питательным веществам», — отмечает ведущий автор работы Питер Торнтон из ORNL. Исследование объединило экспертов из восьми учреждений, включая NOAA, и потребовало преодоления междисциплинарных барьеров. Вычисления были обеспечены суперкомпьютером ORNL Leadership Computing Facility.

Этот прорыв — шаг к более реалистичному прогнозированию климата. Однако в симуляциях всё ещё не хватает ряда важных процессов, таких как изменение структуры растительности из-за землепользования человека. Для улучшения моделей критически важны долгосрочные наблюдения, подобные 15-летнему исследованию в Гарвардском лесу, использованному для проверки математического описания азотного цикла.