Изменение на климата Защо най-новите модели за изчисление се прегряват - DER SPIEGEL
Колко чувствителна е земята? Ако новите модели са верни, ще трябва да намалим емисиите на CO2 още по-бързо, за да постигнем целта на Парижкото споразумение за климата
Снимка: oonal/iStockphoto/Getty Images
Ако нещата вървят добре, един ден те ще кажат, че последиците от коронавируса най-накрая са постигнали пробив в защитата на климата - защото е признато, че дори и най-сериозните кризи могат да бъдат овладени с ангажирани международни действия. Ако нещата вървят зле, по-специално индустрията за изкопаеми горива ще бъде подкрепена през следващите месеци с краткосрочни програми за финансиране; тогава финансовите средства за зелената конверсия може да липсват.
Как ще завърши историята зависи от избора на политика. Днес обаче вече може да се определи, че Corona измества почти всички други теми в очите на обществеността. Спешността на защитата на климата не е загубила своята актуалност, а напротив.
Стефан Рамсторф пише редовно за SPIEGEL за климатичната криза. Той е изследовател на климата и морето и ръководи отдела за анализ на земната система в Института за изследване на въздействието върху климата в Потсдам (PIK). От 2000 г. той е и професор по физика на океана в Университета в Потсдам. Основните му изследователски интереси включват изследвания на палеоклимата, промени в океанските течения и морски нива и екстремни метеорологични условия.
През последните седмици има изолирани съобщения в медиите, които показват, че основната цел на Парижкото споразумение, а именно да стабилизира глобалното затопляне доста под два градуса по Целзий в сравнение с доиндустриалните нива, може вече да не е постижима. Те се позовават на предварителните резултати от най-новите климатични модели от различни изследователски институти. Какво се крие зад него?
Климатичните модели са сред най-важните инструменти в изследванията на климата. Тези модели са изключително сложни компютърни програми, разработвани в продължение на десетилетия и които симулират процесите в нашата атмосфера, океаните и на сухоземните повърхности въз основа на законите на физиката. Има около 100 от тези модели, които постоянно се разработват от около 50 изследователски центъра по целия свят. Те работят на най-бързите високопроизводителни компютри на земята - понякога в продължение на месеци, за да създадат единична климатична симулация.
Нашата атмосфера в компютърен модел на НАСА. Можете ясно да видите ежедневната тропическа кумулусна конвекция, някои тропически циклони и облаците от зоните с ниско налягане в зоните на западния вятър на средните ширини.
Приблизително на всеки пет години тези изследователски групи се договарят за набор от стандартни експерименти, които те изчисляват със своите модели за целите на сравнението (като част от CMIP, Проектът за сравнение на куплирани модели). Тези изчисления формират важна основа за бъдещи прогнози за развитието на климата, които са представени в докладите на Междуправителствената група за изменение на климата (IPCC) и които са в основата на глобалната политика в областта на климата.
Земята може да бъде много по-чувствителна към увеличаване на емисиите на CO2
Но предишните резултати от последното поколение модели, CMIP6, изненадаха изследователите - или по-скоро: горещо. Няколко от моделите предвиждат значително по-силно глобално затопляне за обичайните сценарии на емисии от по-ранните поколения модели от последните десетилетия. Досега науката за климата предполага, че удвояването на количеството CO2 в нашата атмосфера би довело до затопляне от около три градуса - с несигурност до 1,5 градуса.
Тази метрика е известна като чувствителност към климата. Първият опит за изчисляването му е направен през 1896 г. от по-късния шведски носител на Нобелова награда Сванте Арениус, който по това време достига до четири до шест градуса - но от днешната перспектива с някои грешки в изчислението. Съвременните доказателства, че чувствителността към климата е най-вероятно в диапазона от две до 4,5 градуса, произлизат не само от компютърни модели, но също така се основават на данни от геоложката история. Те показват колко чувствителен е бил климатът на Земята, който е реагирал на определени смущения (пример са циклите на ледниковия период поради промени в земната орбита около слънцето).
Но сега 14 от 40-те най-нови анализирани до момента модели показват климатична чувствителност над 4,5 градуса, седем от тях дори над пет градуса. Средната стойност на всички оценени досега модели е 3,8 градуса и по този начин с 0,6 градуса по-висока от предишното поколение модели CMIP5. В превод това означава: Според моделите земята реагира много по-чувствително на емисиите на парникови газове и се затопля по-бързо от очакваното. Ако това е вярно, ще трябва да намалим емисиите на CO2 още по-бързо, за да постигнем целта на Парижкото споразумение за климата - бюджетът за CO2, който все още ни е на разположение, ще бъде по-малък.
Но правилни ли са изчисленията? Няма окончателен отговор на този въпрос - анализът на моделите все още продължава. Но вече има първи резултати. Неотдавна публикувано проучване на група, ръководена от Марк Зелинка от Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“ в САЩ, успя да изолира причината за високата чувствителност на моделите: Това се дължи главно на реакцията на ниските облачни слоеве над Южния океан.
Сега, както всички изчислителни модели, климатичните модели имат своите силни и слаби страни, а Южният океан е една от проблемните области. Това може да се дължи на факта, че повечето модели не отчитат продължаващата континентална загуба на лед в Антарктида. Фактът, че много модели са слаби тук, все още не ни казва кои са по-близо до истината: чувствителните или по-малко чувствителните модели?
Все още не знаем кои модели са по-близо до истината
Второ проучване се опитва да отговори на това, което сравнява глобалния температурен профил в моделите през 20-ти век с данните от наблюденията. Това е стандартен тест за климатични модели - и предишните модели се съгласяват добре с данните от измерванията в това отношение. Особено забележително е, че ранните изчисления на модела от 70-те и 80-те години на миналия век са прогнозирали правилно глобалното затопляне и до днес - във време, когато изобщо не се наблюдава затопляне. И между другото, изследователите от петролната компания Exxon също. По-ранните климатични модели подценяват някои от последиците от затоплянето - като топене на лед и повишаване на морското равнище - но те са били прави, когато става въпрос за развитието на средните глобални температури.