Насколько горячей станет наша планета при заданном количестве парниковых газов, является ключевым числом в изменении климата. Поскольку расчет того, насколько потепление связано с заданным объемом выбросов, для глобальной политики крайне важно обуздать глобальное потепление.
Это также одно из самых горячо обсуждаемых чисел в науке о климате. Наблюдения за последнее десятилетие, кажется, предполагают значение, которое ниже, чем предсказывается моделями. Но исследование Вашингтонского университета показывает, что два ведущих метода расчета того, насколько горячей станет планета, не так уж далеки друг от друга, как кажется.
В науке о климате чувствительность климата определяется тем, насколько повысится температура приземного воздуха, если вы удвоите уровень углекислого газа по сравнению с доиндустриальным уровнем, а затем очень долго будете ждать, пока температура Земли полностью адаптируется. Недавние наблюдения предсказали, что чувствительность климата может быть меньше, чем предполагается моделями.
Новое исследование, опубликованное 17 апреля в журнале Nature Climate Change, посвящено задержке реакции Земли. Согласно большинству моделей изменения климата, на ранних стадиях глобального потепления чувствительность к выбросам парниковых газов относительно невелика. Однако по мере того, как океан догоняет и начинает действовать обратная связь, чувствительность увеличивается, а скорость потепления ускоряется. Новое исследование показывает, что с учетом этой разницы наблюдения и климатические модели согласуются, а недавние наблюдения подтверждают ранее принятую долгосрочную чувствительность климата около 2,9 градусов по Цельсию.
«Ключ в том, что вы должны последовательно сравнивать модели с наблюдениями», - сказал автор Кайл Армор, доцент кафедры океанографии и атмосферных наук Университета Вашингтона.«Этот подход «яблоки к яблокам», когда вы учитываете, как долго планета приспосабливается к изменению своей атмосферы, показывает, что чувствительность к климату в моделях на самом деле соответствует тому, что было замечено в недавних наблюдениях».
Температуре планеты требуются тысячи лет, чтобы полностью приспособиться к изменениям в составе ее атмосферы - потепление, которое Земля испытала на сегодняшний день, - это всего лишь вкус того, что нас ждет. Ранние исследования климата предполагали, что если количество углекислого газа в атмосфере удвоится по сравнению с доиндустриальным уровнем (сейчас мы примерно в 1,4 раза), планета в конечном итоге нагреется примерно на 3 градуса по Цельсию, а возможные значения могут достигать 5 или 6 градусов. С.
Но недавние наблюдения за потеплением и выбросами на сегодняшний день показали, что чувствительность климата может быть чуть ниже 2 градусов Цельсия с максимально возможным значением 4 градуса C.
«Если это правда, это действительно будет сдвигом в нашем понимании долгосрочной чувствительности климата», - сказал Армор. Для нового исследования компания Armor изучила 21 ведущую глобальную климатическую модель, работающую с увеличением содержания углекислого газа. Он сосредоточился на скорости потепления по сравнению с уровнями углекислого газа или чувствительности климата на ранних стадиях по сравнению с поздними стадиями. Чувствительность на поздних стадиях по всем моделям была в среднем на 26% выше, чем на ранних стадиях. Учитывая, что сегодняшние наблюдения касаются ранних стадий потепления, недавние наблюдения подтверждают чувствительность климата в 2,9 градуса по Цельсию.
«Было много других работ, в которых рассматривались причины изменения чувствительности климата с течением времени», - сказал Армор. «Эта статья была первой попыткой количественно оценить влияние всех всеобъемлющих моделей, которые мы используем для прогнозирования климата».
Ситуацию можно сравнить с нажатием педали газа в автомобиле, но масса автомобиля требует времени, чтобы начать движение. Если водитель нажмет на педаль газа, рассчитать конечную скорость автомобиля, основываясь на его начальной реакции, может быть сложно.
В земной системе температура океана вокруг Антарктиды и в восточной части Тихого океана не повышалась в последние десятилетия. Предыдущее исследование Армора показало, что глубокие, медленные течения означают, что морская вода, затронутая изменением климата, потребуются столетия, чтобы достичь поверхности Южного океана. Подобные, но менее экстремальные течения, достигающие восточной части тропической части Тихого океана из-под поверхности, также не видели дневного света в течение десятилетий.
В конце концов вода, затронутая более теплой атмосферой, достигнет восточной части тропической части Тихого океана, а затем и Южного океана. Затем потепление в этих регионах активирует обратную связь, которая подтолкнет потепление планеты к более высокой скорости. «В настоящее время у нас нет никаких доказательств того, что модели слишком чувствительны по сравнению с наблюдениями», - сказал Армор. «Похоже, что модели соответствуют наблюдаемому диапазону потепления».
Различные модели климата показывают широкий диапазон значений чувствительности между ранней и поздней стадиями. Армор и студенты изучают, почему существуют эти различия между моделями, чтобы улучшить их и лучше моделировать изменения чувствительности климата с течением времени.