После необычайно сильной жары, ливня или засухи Ноа Диффенбо и его исследовательская группа неизбежно получают телефонные звонки и электронные письма с вопросами, сыграло ли свою роль антропогенное изменение климата.
«Вопрос задают широкая общественность и люди, пытающиеся принять решение о том, как управлять рисками изменения климата», - сказал Диффенбо, профессор наук о системе Земля в Стэнфордской школе Земли, энергетики. и экологические науки. «Получение точного ответа важно для всего: от сельского хозяйства до страховых взносов, международных цепочек поставок и планирования инфраструктуры."
В прошлом ученые, как правило, избегали связывать отдельные погодные явления с изменением климата, ссылаясь на трудности отделения влияния человека от естественной изменчивости погоды. Но это меняется.
«За последнее десятилетие произошел всплеск исследований, до такой степени, что мы видим результаты, опубликованные в течение нескольких недель после крупного события», - сказал Диффенбо, который также является старшим научным сотрудником семьи Киммельман в Стэнфордский институт окружающей среды Вудса.
В новом исследовании, опубликованном в выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences за эту неделю, Диффенбо и группа нынешних и бывших коллег из Стэнфорда обрисовывают в общих чертах четырехступенчатую «рамку» для проверки того, способствовало ли глобальное потепление рекордные погодные явления. Новая статья является последней в растущей области науки о климате под названием «атрибуция экстремальных явлений», которая сочетает в себе статистический анализ наблюдений за климатом со все более мощными компьютерными моделями для изучения влияния изменения климата на отдельные экстремальные погодные явления.
Отпечатки пальцев изменения климата
Чтобы избежать неправильной привязки события к изменению климата, авторы начали с предположения, что глобальное потепление не сыграло никакой роли, а затем использовали статистический анализ, чтобы проверить, было ли это предположение верным. «Наш подход очень консервативен, - сказал Диффенбо. «Это похоже на презумпцию невиновности в нашей правовой системе: по умолчанию погодное явление было просто неудачей, и требуется очень большое бремя доказывания, чтобы возложить вину на глобальное потепление».
Авторы применили свою схему к самым жарким, самым влажным и самым засушливым явлениям, которые произошли в разных регионах мира. Они обнаружили, что глобальное потепление из-за антропогенных выбросов парниковых газов увеличило вероятность самых жарких явлений на более чем 80 процентах площади поверхности земного шара, за которой были доступны наблюдения. «Наши результаты показывают, что мир еще не совсем в той точке, где каждое рекордно жаркое событие имеет обнаруживаемый человеческий отпечаток пальца, но мы приближаемся к этому», - сказал Диффенбо.
Для самых засушливых и самых влажных событий авторы обнаружили, что влияние человека на атмосферу увеличило шансы примерно на половине территории, где есть надежные наблюдения. «Осадки по своей природе более шумны, чем температура, поэтому мы ожидаем, что сигнал будет менее четким», - сказал Диффенбо. «Один из самых четких сигналов, которые мы видим, - это увеличение вероятности экстремальных засушливых явлений в тропиках. Здесь же мы наблюдаем наибольшее увеличение вероятности затяжных жарких явлений - комбинация, которая создает реальные риски для уязвимых сообществ. и экосистемы."
Исследовательская группа из Стэнфорда, в которую входят ряд бывших студентов и постдоков, которые перешли на должности в других университетах, в последние годы разрабатывала структуру экстремальных событий, уделяя особое внимание отдельным событиям, таким как 2012-2017 гг. Засуха в Калифорнии и катастрофическое наводнение в северной Индии в июне 2013 года. Основная цель нового исследования заключалась в том, чтобы проверить способность системы оценивать события во многих регионах мира и выходить за рамки экстремальных температур и осадков, которые были в центре внимания большинства исследований атрибуции событий.
Тестовые случаи
Одним из громких тестов стал арктический морской лед, который сократился примерно на 40 процентов в течение летнего сезона за последние три десятилетия. Когда члены группы применили свою схему к рекордно низкому арктическому ледовому покрову, наблюдавшемуся в сентябре 2012 года, они обнаружили неопровержимые статистические доказательства того, что глобальное потепление способствовало серьезности и вероятности измерений морского льда в 2012 году. «Тенденция в Арктике была действительно крутой, и наши результаты показывают, что было бы крайне маловероятно достичь рекордно низкой площади морского льда без глобального потепления», - сказал Диффенбо.
Еще одна сильная сторона многоаспектного подхода, по словам команды, заключается в том, что его можно использовать для изучения не только погодных условий на поверхности, но и метеорологических «ингредиентов», которые способствуют редким явлениям. «Например, мы обнаружили, что модель атмосферного давления, которая наблюдалась над Россией во время аномальной жары 2010 года, стала более вероятной в последние десятилетия, и что глобальное потепление способствовало этим шансам», - сказал соавтор Дэниел Хортон, доцент Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс, и бывший постдоктор в лаборатории Диффенбо, который руководил исследованиями влияния моделей атмосферного давления на экстремальные температуры поверхности.«Если шансы отдельного ингредиента меняются - как модели давления, которые приводят к волнам тепла, - это ставит большой палец на чашу весов для экстремального события».
Diffenbaugh считает, что в ближайшие годы спрос на строгую количественную атрибуцию событий будет расти. «Когда вы смотрите на исторические данные, нет никаких сомнений в том, что происходит глобальное потепление и что экстремальные явления усиливаются во многих регионах мира», - сказал он. «Люди принимают множество решений - краткосрочных и долгосрочных - которые зависят от погоды, поэтому вполне логично, что они хотят знать, увеличивает ли глобальное потепление вероятность рекордных событий. Как ученые, мы хотим убедиться, что у них есть точная, объективная и прозрачная информация, с которой они могут работать, когда принимают решения».