Az éghajlat instabil az ember hibája miatt?

Az éghajlat instabil az ember hibája miatt?

I. Proshkina
"Ökológia és élet" №6, 2009

A klímaváltozás iránti érdeklődés különösen a múlt század vége óta megfigyelhető. Ez a természetben bekövetkezett változások növekedésének tudható be, ami már az utcán egy egyszerű embernél is látható. Mennyire vannak ezek a változások a természetes folyamatok által, és mennyire kapcsolódnak az emberi tevékenységhez? Ma egy szakértővel folytatott beszélgetés – az Orosz Tudományos Akadémia Számítástechnikai Matematikai Intézetének vezető kutatói munkatársai segítenek ebben. Evgeny Volodin és Nikolay Diansky, akikkel ma beszélünk, klímamodellezéssel foglalkoznak az intézetben és az orosz résztvevők a Nemzetközi Éghajlatváltozási Szakértői Testület (Az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi munkacsoport, IPCC).

– Melyek a globális klímaváltozás tényei, amelyek a kutatásban tükröződnek, és szerepelnek a negyedik értékelő jelentésben?

"Még a háztartási szinten is mindannyian érezzük a globális felmelegedés hatásait – például a tél melegebbé vált. Ha a tudományos adatokhoz fordulunk, akkor azt mutatják, hogy az elmúlt 12 év közül 11 a legmelegebb a globális hőmérséklet instrumentális megfigyeléseinek teljes időszakában (1850 óta). A múlt században az átlagos globális léghőmérséklet változása 0,74 ° C volt,Ráadásul a hőmérséklet lineáris trendje az elmúlt 50 évben közel kétszer akkora volt, mint a században. Ha Oroszországról beszélünk, a legtöbb országban az elmúlt 20 év téli hónapjai átlagosan 1-3 fokkal voltak melegebbek, mint az elmúlt húsz évben a telek.

Az éghajlatváltozás nem egyszerűen növeli a hőmérsékletet. A jól ismert "globális klímaváltozás" kifejezés minden geoszisztéma szerkezetátalakítását jelenti. És a felmelegedés csak a változás egyik szempontjaként tekintendő. A megfigyelési adatok a Világ-óceán szintjét, a gleccserek olvadását és a permafrostot jelzik, növelik a csapadék szabálytalanságát, a folyóáramlási rendszerek változásait és az éghajlatváltozással járó egyéb globális változásokat.

Jelentős változások történtek nemcsak az átlagos éghajlati jellemzők, hanem az éghajlati változékonyság és a szélsőségek között is. A paleoklimatikus adatok megerősítik az éghajlatváltozás szokatlan előfordulását, legalábbis az elmúlt 1300 évben.

Hogyan történik a tudományos klíma-előrejelzés? Hogyan épülnek az éghajlati modellek?

– A modern klimatológia egyik legfontosabb feladata az éghajlatváltozás előrejelzése az elkövetkező évszázadokban.Az éghajlati rendszerben előforduló folyamatok komplex természete nem teszi lehetővé a múltbeli tendenciák extrapolációját, illetve a statisztikai és egyéb tisztán empirikus módszereket az előretekintő becslések eléréséhez. Komplex éghajlati modelleket kell létrehozni az ilyen becslések megszerzéséhez. Az ilyen modellek során a szakértők igyekeznek figyelembe venni az időjárást és az éghajlatot érintő folyamatokat, a legteljesebb és legpontosabb módon. Ezenfelül az előrejelzések objektivitása nő, ha több különböző modellt használ, mivel minden egyes modellnek saját tulajdonságai vannak. Ezért jelenleg folyik egy nemzetközi program, amely összehasonlítja az éghajlatváltozással kapcsolatos becsléseket különböző éghajlati modellekkel az IPCC által javasolt forgatókönyvek szerint, az üvegházhatást okozó gázok, aeroszolok és egyéb szennyező anyagok atmoszférikus koncentrációjának lehetséges jövőbeni változásait illetően. Az Orosz Tudományos Akadémia Számítástechnikai Matematika Intézetének (ICM RAS) részt vesz ebben a programban. Összesen körülbelül két tucat modellt érintettek a különböző országokból, ahol az ilyen modellek létrehozásához szükséges tudományterületek kellően fejlettek voltak: az Egyesült Államokból, Németországból, Franciaországból, Nagy-Britanniából, Oroszországból, Ausztráliából, Kanadából, Kínából …

1988-banAz éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi munkacsoport (IPCC) a Világ Meteorológiai Szervezet (WMO) és az Egyesült Nemzetek Környezetvédelmi Programja (UNEP) égisze alatt jött létre. Az IPCC célja az éghajlatváltozásról és annak hatásairól rendelkezésre álló tudományos és társadalmi-gazdasági információk felmérése, valamint ajánlások megfogalmazása a kormányoknak az éghajlatváltozás hatásainak mérséklése érdekében. Az IPCC minden 6-7 évben közzéteszi az éghajlatváltozásról, annak okairól és lehetséges következményeiről szóló átfogó tanulmány eredményeit tükröző értékelő jelentéseket, valamint értékeli az alkalmazkodási intézkedések elfogadásának és az éghajlati rendszerre gyakorolt ​​antropogén hatások globális és regionális szinten történő csökkentésének lehetőségét.

Az IPCC első felmérési jelentése 1990-ben készült el. A benne foglalt megállapítások megerősítették a Föld éghajlati rendszerében bekövetkezett változásokat, amelyek valószínűleg az emberi tevékenység okozta. Az első értékelő jelentés később az ENSZ éghajlatváltozási keretegyezményének alapját képezte. Az IPCC 2007-ben negyedik jelentését mutatta be. Az éghajlatváltozással kapcsolatos legfrissebb tudományos adatokat tartalmazza.

A Föld klímamodelljének fő elemei a légkör és az óceán általános forgalmának modelljei – az úgynevezett közös modellek. Ugyanakkor a légkör az éghajlatváltozás fő "generátora" és az óceán – e változások fő "tartály" -ja. Az ICM RAS-ban létrehozott éghajlati modell reprodukálja a légkör és a Világ Óceán nagy mennyiségű forgalmát, jó megegyezés szerint a megfigyelési adatokkal és olyan minőséggel, amely nem rosszabb a modern klímamodelleknél. Ez főként azzal a céllal valósult meg, hogy a légkör és az óceán általános áramlásának modellek létrehozása és kialakítása során sikerült elérni, hogy ezek a modellek (offline) megfelelően reprodukálják a légkör és az óceán éghajlati állapotát. Sőt, a jövőbeli éghajlatváltozás előrejelzését megelőzően klímamodellünket, mint a többieket is ellenőriztük (vagyis teszteltük) a múlt klímaváltozásainak reprodukálására a 19. század végétől napjainkig.

És mi a szimulációs eredmények?

– Több kísérletet végeztünk az IPCC-forgatókönyvekben. A legfontosabb közülük három: viszonylagosan ez egy pesszimista forgatókönyv (A2),amikor az emberi közösség a környezet figyelmének figyelmen kívül hagyása mellett mérsékelt (A1B) lesz, amikor a Kiotói Jegyzőkönyvhöz hasonló korlátozások kerülnek bevezetésre és optimista (B1) – az antropogén hatás még erősebb korlátozásával. Ráadásul mindhárom forgatókönyv szerint feltételezzük, hogy az üzemanyag-elégés (és ennek következtében a légkörbe jutó szén-dioxid-kibocsátás) mennyisége csak egy többé-kevésbé gyors ütemben növekszik.

A felületi levegő hőmérsékletének (° C) éves átlagértékének eltérései az A1B forgatókönyv szerint 2080-2099-re átlagban. az 1980-1999-es évhez képest. az ICM modelljében. Kép: "Ökológia és élet"

A pesszimista, "meleg" forgatókönyv szerint az átlagos felmelegedés a felszínen a 2151-2200 években történt. az 1951-2000-es évekhez képest. körülbelül 5 fok lesz. A mérsékeltebb fejlődésnél kb. 3 fok lesz.

Jelentős éghajlat felmelegedés jön létre az Északi-sarkon. Még egy optimistaabb forgatókönyv szerint a XXI. Század második felében az Északi-sarkvidék hőmérséklete körülbelül 10 fokkal nő a 20. század második feléhez képest. Lehetséges, hogy kevesebb, mint 100 év alatt a sarki tengeri jég csak télen fog fennmaradni, nyáron pedig megolvad.

Ugyanakkor a mi és más modellek szerint az elkövetkező évszázadban nem lesz intenzív emelkedés az óceán szintjén. Az a tény, hogy az Antarktisz és Grönland kontinentális fagyainak megolvasztását nagymértékben kompenzálja az e régiókban a havazás növekedése, ami a felmelegedés során bekövetkező csapadék növekedésével jár. A növekvő tengerszinthez való hozzájárulás fő tényezője a vízkiemelkedés, mivel a hőmérséklet emelkedik.

Észrevételek szerint 1961 óta a World Ocean átlaghőmérsékletének növekedése 3 km mélységig terjedt. A légkörbõl származó többlet hõ 80% -ának felszívódása az óceán vizének hõkifejtéséhez vezet, ami a gleccserek és a jégtakarók olvadásával együtt az átlagos tengerszint növekedéséhez vezet. A XX. Században az átlagos tengerszint emelkedése 0,17 m volt, a műholdas megfigyelések idején az északi féltekén óceáni jégtakaróban jelentős csökkenés mutatkozott, amely nyári időszakokban átlagosan 7,4%

Az ICM RAS éghajlati rendszer-előrejelzési modelljével és más külföldi modellek eredményével végzett kísérletek eredményeit az A. Gore című 2007. évi Nobel-békedíjjal együtt ítélt IPCC-jelentés tartalmazza.

Meg kell jegyezni, hogy eddig csak az ICM éghajlati modell használatával kapott eredményeket mutatják be Oroszországból a negyedik IPCC-jelentésben.

Azt mondják, hogy az európai időjárás az Atlanti-óceánban született – tényleg így van?

– Az Észak-Atlanti-óceán felett zajló időjárási események természetesen erősen befolyásolják Európát. Ez azért van így, mert a Föld felszínétől 15-20 km-re lévő mérsékelt szélességi területeken a nyugatról keletre leginkább a szél fúj, azaz a légtömegek Európából leginkább nyugatról, az Atlanti-óceánról érkeznek. De ez nem mindig történik meg, és általában lehetetlen kijelenteni egy olyan helyet, ahol az európai időjárás teljesen kialakul.

Az európai időjárást nagyszabású jelenségként az északi félteke légkörének általános állapota képezi. Természetesen az Atlanti-óceán ebben a folyamatban jelentős helyet foglal el. Az észak-atlanti keringő óceáni folyamatok belső változékonysága (az éves iránytól való eltérés) azonban sokkal fontosabb, de az a tény, hogy a légkör sokkal változékonyabb környezetként használja fel az Észak-atlantiát, mint egy energiatárolót, hogy saját változékonyságot eredményezzen.

Az északi féltekén lévő tengeri jég területének időbeli változása (millió km2) az ICM modelljére. Kék vonal az ellenőrző kísérlet eredményeit mutatjuk be (az üvegházhatást okozó gázok koncentrációja az iparosodás előtti szinten történik), zöld vonal – a 20. századi reálkoncentrációk, valamint a B1 forgatókönyvek kísérleti eredményei (sárga vonal), A1B (narancs), A2 (piros). Kép: "Ökológia és élet"

Itt mozogunk a jóslatokról és az éghajlati modellezésről az időjárási előrejelzésre és a modellezésre. E két problémát el kell különíteni. Elvileg ugyanazokat a modelleket alkalmazzák erre és egy másik feladatra, amely leírja a légkör dinamikáját. A különbség az, hogy a modell kezdeti feltételei nagyon fontosak az időjárás előrejelzéséhez. Minőségük nagymértékben meghatározza az előrejelzés minőségét.

Az éghajlatváltozás több évtizedes és több évszázados és évezredes időszakra történő modellezése során a kezdeti adatok nem játszanak ilyen fontos szerepet, és figyelembe véve azokat, akik a légkörön kívüli hatások miatt fontos szerepet játszanak az éghajlatváltozás. Az ilyen hatások megváltoztathatják az üvegházhatást okozó gázok koncentrációját, a légkörbe kerülő vulkáni aeroszolt, a Föld pályájának változását stb.Intézményünk egy ilyen modellt fejleszt a Roshydromet számára.

Mit lehet mondani az éghajlatváltozásról Oroszországban? Különösen óvatosnak kell lennünk?

"Általában a felmelegedés következtében a közép-orosz éghajlat még bizonyos mértékben javulni fog, de a dél-oroszországban az aridség növekedése miatt romlik. Nagy probléma merül fel a permafrost olvadásával, amelynek területei nagy területeket foglalnak el.

A modern modellek segítségével készült előrejelzések szerint az átlagos globális hőmérséklet 2100-ra emelkedik különböző kibocsátási forgatókönyvek mellett egy másik 1,5-5 fokos

Oroszországban a felmelegedés kiszámításánál bármely forgatókönyv szerint a hőmérséklet körülbelül kétszer gyorsabb lesz, mint a Föld átlaga, amit más modellek adatai is megerősítenek. Ráadásul modellünk szerint télen melegebb lesz Oroszországban, mint nyáron. Például 3 fokos globális felmelegedés Oroszországban, a felmelegedés átlagosan évi 4-7 fok lesz. Ugyanakkor a nyári melegítő 3-4 fok, és a téli 5-10 fok. Az oroszországi téli felmelegedés szintén annak a ténynek köszönhető, hogy a légköri keringés kicsit megváltozik.A nyugati szelek intenzívebbé tétele több atlanti légteret fog eredményezni.

Mi következik az IPCC és különösen a hazai tudósok az antropogén hozzájárulás az éghajlatváltozásról?

– A történelmi tapasztalatok azt mutatják, hogy a természetbe való beavatkozás nem büntetlenül halad.

Az IPCC-jelentés hangsúlyozza, hogy az utóbbi évtizedekben megfigyelt felmelegedés elsősorban az emberi befolyás következménye, és nem magyarázható kizárólag természetes eredetű okokkal. Az antropogén tényező a szoláris aktivitás ingadozásainak legalább ötszöröse. Ezeknek a megállapításoknak a megbízhatósági foka a megfigyelési adatok elemzésének legfrissebb eredményei alapján nagyon magas.

Modellezésünk eredményei meggyőzően bizonyítják az antropogén hozzájárulás domináns szerepét. Az éghajlati modellek jól reprodukálják a megfigyelt felmelegedést, ha figyelembe veszik az emberi tevékenység által okozott üvegház- és egyéb gázok kibocsátását, és nem reprodukálják a felmelegedést, ha csak természetes tényezőket vesznek figyelembe. Más szóval, a modell-kísérletek bizonyítjákhogy az ember "hozzájárulásának" nélkül az éghajlat nem változott volna a mai értékekhez képest.

Meg kell adni, hogy a jelenlegi éghajlati modellek magukban foglalják a CO koncentráció kiszámítását is2. Az ilyen modellek azt mutatják, hogy a CO koncentrációjának természetes ingadozása2 az éghajlati rendszerben az évszázadok óta eltelt idő alatt, és a kisebbek nem haladják meg a néhány százalékot. Ezt a meglévő rekonstrukció is jelzi. Az iparosodás előtti korszak elmúlt néhány ezer évében a CO2 a légkör stabil volt és 270-285 ppm (millió ppm) volt. Most körülbelül 385 ppm. A modelleken végzett számítások, valamint a mérések becslései azt mutatják, hogy ezzel ellentétben az éghajlati rendszer célja a CO-kibocsátás kompenzálása.2, és csak körülbelül fele vagy kicsit több, mint minden kibocsátás, a CO koncentráció növekedéséhez vezet.2 a légkörben. A fennmaradó fél feloldódik az óceánban, és növekszik a szenet a növények és a talajban.

Mit gondolsz, hogyan fognak fejlődni az éghajlati előrejelzések?

– Az éghajlati rendszer nagyon összetett, és az emberiségnek megbízható előrejelzésre van szüksége. Az eddig kifejlesztett összes modellnek hátrányai vannak.A nemzetközi tudományos közösség a létező mintegy két tucat legsikeresebb modellt választotta, összehasonlítva az általánosított előrejelzést. Úgy gondolják, hogy a különböző modellek hibáit ebben az esetben kompenzálni kell.

A modellezés egy ijesztő feladat és sok munka. A számítások számos olyan paramétert tartalmaznak, amelyek figyelembe veszik a közlekedési folyamatokat, a légkör és az óceán kölcsönhatását. Most pedig az intézetünk új modellt készít a modellről. Például van egy probléma a pólus közelében, ahol a meridiánok konvergenciája miatt a hosszúság mentén elhelyezkedő lépcsők földre kerülnek, ami a modelloldat indokolatlan "zaját" eredményezi. Az új modell nagyobb térbeli felbontást fog használni a légköri és óceáni modellekben, valamint a fizikai folyamatok korszerűbb paraméterezését. Ennek köszönhetően a modellezés pontossága növekedni fog és új előrejelzést fog készíteni erre az új szint modellre.

Valamilyen oknál fogva, hazánkban a modellezés kevésbé figyelemre méltó, mint Nyugaton, ahol jelentős pénzügyi és tudományos erőforrásokat különítettek el a légkör és az óceán körforgásának numerikus modelljeinek kialakításához.Ezek a feladatok nagy teljesítményű, többprocesszoros számítástechnikai rendszereket igényelnek (az éghajlati előrejelzéshez használt ICM szuperszámítógép szerepel a FÁK országok TOP-50 minősítésében). Munkánkat csak az Orosz Tudományos Akadémia egyes programjai és az Orosz Alapkutatás Alapítvány projektjei támogatták.

A közeljövőben kezdődik az IPCC-program keretében közös modellekkel végzett kísérletek új szakasza. Ebben a szakaszban a Föld éghajlatának frissített modelljei nagyobb térbeli felbontással és a szimulált fizikai folyamatok szélesebb skálájának bevonásával fognak részt venni. A klímamodellek fokozatosan a földi rendszer egészének modelljévé válnak, amelyek nem csak a légkör és az óceán dinamikáját számolják, hanem a légköri kémia, a növényzet, a talaj, a tengeri kémia és a biológia, valamint az éghajlatváltozást befolyásoló egyéb folyamatok és jelenségek részletes al-modellei is.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: