Цивилизация
Ближайшие пять лет на Земле будут наблюдаться аномально высокие температуры. К таким выводам на основе моделирования пришли ученые из Центра научных исследований (Франция) и Саутгемптонского университета (Британия). Согласно их прогнозам, до 2022 года средние температуры на Земле будут превышать существующие температурные тренды, причем большей частью – по причине низкой вероятности наступления чрезвычайных похолоданий.
В условиях потепления климата особо важной задачей является умение аккуратно и надежно предсказывать грядущие температурные изменения, отмечают климатологи. Это связано с тем, что отдельные экстремальные изменения климата зачастую ведут ко вполне осязаемым экономическим и социальным последствиям. Так, волны тепла, наблюдавшиеся в 2003 году, привели к вполне ощутимым людским потерям в течение нескольких недель. Ущерб для урожая пшеницы на территории одной Британии тогда составил 12%.
Холодные зимы, напротив, увеличивают риск респираторных заболеваний, что усиливает нагрузку на системы здравоохранения и фарминдустрию. В той же Британии экстремальные холода зимой 2010 года обернулись убытками почти в миллиард долларов в день, тогда же резко выросло потребление газа.
Однако главная проблема при предсказании климата состоит в хаотическом характере климатических систем, что ограничивает точность на масштабах нескольких лет. Она связана с так называемым эффектом бабочки,
при котором минимальные изменения состояния динамической системы приводят к трудно предсказуемым изменениям по прошествии времени.
Чтобы справиться с этой проблемой, авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, разработали новый математический метод PROCAST (PRObabilistic foreCAST), позволяющий прогнозировать изменения средней температуры океана и атмосферы.
«Этот метод основан на использовании переводящих операторов, ранее он успешно применялся в широком круге научных задач, от статистической физики до механики жидкостей, — говорится в исследовании, — переводящие операторы собирают данные обо всех известных прошлых изменениях состояния (или траекториях в фазовом пространстве), что позволяет вычислять эволюцию системы от нынешнего состояния к будущим в вероятностном ключе».
По словам разработчиков, эта модель оказалась гораздо эффективнее других и позволяет производить расчеты буквально за сотые доли секунды компьютерного времени, в отличие от недель, которые требуются для расчетов на более сложных моделях.
При этом предсказательная сила модели, утверждают ученые, в плане аккуратности и надежности как минимум не хуже, чем у существующих систем, разработанных крупными исследовательскими центрами и национальными метеорологическими службами.
«Аккуратное и надежное предсказание глобальных температур на следующие пять лет является ключом к определению региональных изменений, которые коррелируют с выпадением экстремальных осадков, наступлением сильных засух, или интенсивной ураганной активностью, — пояснил Флориан Севеллек, соавтор исследования. – Мы показали, что в 2018-2022 годах климат скорее всего будет теплее, чем прогнозировалось только на основе лишь долгосрочного тренда глобального потепления».
Разработанная учеными модель предсказывает,
что в последующие два года атмосфера Земли будет «аномально» теплой с вероятностью 64%, а океан – с вероятностью 74%.
Кроме того, модель показывает, что в последующие пять лет должно снизиться число экстремальных похолоданий в атмосфере, и вырасти число экстремально теплых событий на поверхности океана.
В частности, модель прогнозирует, что вероятность наступления чрезвычайно сильных потеплений на поверхности океана в период до 2022 года повысится на 150%. «PROCAST не фокусируется специально на долгосрочных изменениях климата, которые связаны с уровнем углекислого газа в атмосфере. Напротив, помимо этого антропогенного изменения климата существует естественная изменчивость климата, которая может полностью или частично усиливать или компенсировать долгосрочный тренд, — пояснил Севеллек. – Наша работа показывает, что эта теплая фаза усиливает долгосрочное изменение климата, и эта отдельная фаза, ожидается, продлится по меньшей мере пять лет».
Что касается количественных оценок, то по прогнозам средняя температура в 2018 году вырастет (помимо обычного тренда потепления) на 0,02℃, в 2018-19 годах более , чем на 0,03℃, и в 2018-22 более, чем на 0,01℃. «Эти цифры, которые кажется малыми, в действительности сравнимы с темпами глобального потепления, наблюдаемого каждый год на протяжении последнего столетия», — пояснили авторы исследования.