Исследование, опубликованное в выпуске журнала Nature Communications за эту неделю, показывает значительные шансы на освобождение Северного Ледовитого океана ото льда при ограничениях глобального потепления, предусмотренных Парижским соглашением. Ученые из Южной Кореи, Австралии и США использовали результаты климатических моделей и новый статистический подход для расчета вероятности исчезновения арктического морского льда при различных уровнях потепления.
Прогнозы будущего климата обычно получают из компьютерных моделей глобального климата. Эти модели основаны на нескольких сотнях тысяч строк компьютерного кода, разработанного для решения физических уравнений атмосферы, океана, морского льда и других компонентов климата. Применяя будущие концентрации парниковых газов, каждая компьютерная модель создает версию того, как может выглядеть будущее климата Земли. Превратить эту информацию в практические решения непросто из-за сохраняющейся неопределенности масштабов будущего изменения климата в региональном масштабе. Принятие решений в условиях потепления требует понимания вероятности наступления определенных климатических явлений.
До сих пор было трудно извлечь значимые вероятности из климатических моделей, потому что эти модели иногда используют общий компьютерный код или делают аналогичные предположения относительно реализации менее понятных процессов, таких как облака или растительность. Чтобы получить более точные оценки вероятности будущего изменения климата в арктическом регионе, исследовательская группа разработала новый статистический метод, который преобразует результаты набора компьютерных моделей климата в вероятности. Этот метод ранжирует модели с точки зрения того, насколько хорошо они согласуются с современными наблюдениями, а также учитывает взаимозависимости между моделями.
«Преобразование зависимости модели в математические уравнения было давней проблемой в науке о климате. Приятно видеть, что наш метод может обеспечить общую основу для решения этой проблемы», - сказал соавтор Вон Чанг, доцент в факультет математических наук Университета Цинциннати, США.
Исследователи применили новый статистический метод к прогнозам климатических моделей 21 века. Используя 31 различную климатическую модель, которые демонстрируют значительную взаимозависимость, авторы пришли к выводу, что существует не менее 6% вероятности того, что летний морской лед в Северном Ледовитом океане исчезнет при повышении температуры на 1,5 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем - нижний предел, рекомендуемый Парижское соглашение Рамочной конвенции ООН об изменении климата. При потеплении на 2°C вероятность потери льда возрастает как минимум до 28%. Скорее всего, впервые при потеплении на 2-2,5°C мы увидим морской летний Северный Ледовитый океан, свободный ото льда.
"Наша работа представляет собой новую статистическую и математическую основу для расчета изменения климата и вероятности воздействия", - прокомментировал Джейсон Эванс, профессор Исследовательского центра по изменению климата Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее.
До сих пор не существовало установленной математической основы для определения вероятностей неэксклюзивных теорий. Хотя мы только протестировали новый подход на климатических моделях, нам не терпится увидеть, можно ли применить этот метод в других областях., таких как прогнозирование фондового рынка, расследование авиационных происшествий или медицинские исследования», - говорит Роман Олсон, ведущий автор и исследователь Института фундаментальных наук Центра физики климата (ICCP) в Южной Корее.