Климатични модели отпреди 50 години успешно са прогнозирали глобалното затопляне

Климатични модели, публикувани между 1970 и 2007 г., дават точни прогнози за наблюдаваното по-късно глобално повишаване на повърхностните температури на планетата, въпреки липсата на мощни компютри по това време. Резултатите от изследването показват, че физиката в тези ранни модели е била точна.

Климатичните модели преставляват уравнения, които описват влияещите върху климата процеси. За тяхното решаване е нужен голям изчислителен ресурс, мощни машини, суперкомпютри.

Тези модели са не само безценни инструменти за тестване на научни хипотези, те дават и важни за обществото прогнози.

Първите климатични модели, които описват числено как се променят и взаимодействат атмосферата, океанът и земната повърхност в мрежа, покриваща цялата Земя, датират от 70-те години на миналия век. Оттогава температурите на повърхността на планетата се повишиха, в голяма степен заради увеличените емисии на парникови газове.

В проучване, публикувано в Geophysical Research Letters, на екипа Зик Хаусфадър (Zeke Hausfather) ретроспективно оценява способността за прогнозиране на климатичните модели, публикувани между 1970 и 2007 г. Резултатите от изследването показват, че физиката в тези ранни модели е била точна при прогнозиране на наблюдаваното по-късно глобално повишаване на повърхностните температури.

Според авторите основен момент е, че способността за прогнозиране на климатичните модели е ограничена от неизвестните бъдещи двигатели на климатичните промени. Много от основните фактори, като например повишените концентрации на въглероден диоксид в атмосферата, причинени от изгарянето на изкопаеми горива, са резултат от човешки дейности и решения. Създателите на ранните климатчни модели включват в своите прогнози и предвижданията си за бъдещите фактори. Те обаче не биха могли да знаят например как светът ще се индустриализира или свързаните с това емисии на CO_2.

Хаусфадър и колегите му разработват метод за оценка на прогнозите на ранните климатични модели, без да се отразяват техните неточни оценки на неизвестни бъдещи двигатели на климатичните промени.

Авторите разглеждат 17 прогнози на глобалната средна повърхностна температура (GMST) от 14 модела. Преди да приложат метода си, те установяват, че 10 прогнози съответстват на наблюденията. Но когато бяха взети предвид неточностите в оценките на климатичните фактори, авторите откриват, че 14 прогнози се съгласуват с данните. От трите, които се разминават, две прогнозират по-високо от наблюдаваното повърхностно затопляне и една предвижда по-ниски от наблюдаваните температури.

Разработването на надеждни климатични модели чрез разбиране на климатично значимите процеси, наблюдения и добре формулирани уравнения е изключително предизвикателство, както научно, така и изчислително. Уравненията, които описват климата, са сложни и изискват значителна изчислителна мощност за решаването си. Затова за изчисляване на климатичните модели винаги са били използвани на най-бързите налични суперкомпютри. Особено впечатляващо е, че най-ранните модели, оценени от екипа на Хаусфадър, са изготвяли точни прогнози за GMST, въпреки изключително ограничената изчислителна мощност, налична по това време, в сравнение с използваната днес.

^{Компютърът Univac 1108, на който са изчислявани климатичните модели през 70-те години. Той има изключително ограничена мощност в сравнение с тези, които се използват днес. Снимка: Wikimedia Commons}

Числени модели, базирани на уравнения, описващи атмосферата, се използват ежедневно за вземане на решения, които могат да спасят човешки животи и осуетят материални щети. Тъй като климатът продължава да се променя в голяма степен поради човешките дейности, учените трябва да използват и подобряват числените модели и уравненията, както и знанията, които са в основата им. Работата на Хаусфадър и колегите му показва, че физиката в климатичните модели предоставя точни прогнози за GMST при нарастващи количества атмосферен CO₂ от десетилетия. Такива прогнози са полезни за изчисляване на максималното количество CO₂, което може да се отдели в атмосферата, за да се затопли повърхността до определено ниво.

Най-важното е, че резултатите от авторите показват също, че основен източник на несигурност в прогнозите за GMST идва от двигателите на климатичните промени. И от тези фактори именно емисиите на парникови газове от човешката дейност до голяма степен определят бъдещото затопляне на климата. Резултатите показват полезността на прогнозите на GMST за климатичните модели в отговор на увеличаващите се емисии парникови газове, въпреки неизвестните бъдещи фактори. Но учените трябва да продължат да разработват климатични модели в съчетание с всичко останало, което им е на разположение, да планират промените в климата, които изискват много повече от прогнозите за повишаването на температурата. Само въз основа на прогнозите за GMST е трудно да се предвиди например до каква степен ще се повиши морското ниво, киселинността на океана, заради поглъщането на атмосферен CO₂, как ще се повлияят на морските екосистеми, как; и честотата и големината на бъдещите пожари, суши и наводнения.

Справка:  Evaluating the Performance of Past Climate Model Projections, Zeke Hausfather et al., Geophysical Research Letters, https://doi.org/10.1029/2019GL085378

Източник: Early climate models successfully predicted global warming, Nature

Още по темата

24/01/2020

Животът

Безпристрастно за пожарите в Австралия

26/01/2020

Земята

Климатичните промени: Мнението на синоптика гл.ас. Стойчева

21/01/2020

Земята

Половината от катастрофалния ефект от човешките дейности върху арктическия климат се дължи на ОРВ

15/01/2020

Животът

Климатичните промени могат да повлияят дори на едни от най-устойчивите животни на планетата