Ученые из МФТИ и Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН представили оценки наблюдаемых и вероятных изменений климата с использованием двух различных версий модели INMCM, разрабатываемой в ИВМ РАН. Обе версии показывают примерно одинаковое потепление в Северной Евразии при моделировании современного климата, однако прогнозы после 2040 года различаются.
Новая версия, более чувствительная к увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере, прогнозирует увеличение температуры в Северной Евразии более чем на 6 градусов к концу XXI века по сравнению с 1995—2014 гг. Это грозит, в первую очередь, сокращением площади арктических льдов и таянием вечной мерзлоты. Результат исследования опубликован в журнале Climate Dynamics.
Прогнозирование изменений климата — одна из актуальных задач современной науки. Наиболее значительно последствия изменений ощущаются на территории Северной Евразии (от 35° до 75° с.ш., от 20° до 180° в.д.), к которой относится около 20 % поверхности суши Земли. Эта обширная территория имеет разнообразную топографию и включает несколько климатических зон. Из-за своего расположения данный регион весьма уязвим для различных стихийных бедствий: засух, речных наводнений, ураганов и масштабных лесных пожаров. В XX веке Северная Евразия подверглась значительным изменениям окружающей среды: повышению температуры, таянию вечной мерзлоты, изменению характера осадков и более продолжительным вегетационным периодам. Амплитуда этих изменений выше, чем в более южных регионах, а экстремальные погодно-климатические явления все более вероятны по мере усиления глобального потепления.
В Институте вычислительной математики вопросу моделирования изменений климата уделяется большое внимание. Климатическая модель постоянно обновляется и совершенствуется. Всегда интересно сравнить результаты разных версий модели, и не случайно мы взяли регион Северной Евразии. Именно здесь изменения климата наиболее значительны. В частности, мы можем исследовать годовую изменчивость снежного покрова и прогнозировать его состояние к концу XXI века»
Точность прогноза изменений климата зависит от множества факторов, обладающих значительной неопределённостью. Одним из них является отклик климатической модели на предписанное внешнее воздействие. Основные меры ответа: равновесная чувствительность климата — изменение глобально осреднённой приземной температуры воздуха при мгновенном удвоении концентрации CO2 и неравновесная чувствительность климата — величина потепления вследствие увеличения концентрации CO2 на 1 % в год до удвоения. На данный момент точно не известно, какую чувствительность имеет реальная климатическая система.
Рисунок 1: Годовое изменение приземной температуры в Северной Евразии по сравнению с 1995—2014 гг. для INMCM6 (красный), INMCM5 (синий). Оранжевые и голубые линии показывают диапазон значений модельного ансамбля. Источник: Climate Dynamics
Новизна данной работы заключается в сравнении изменений климата, которые прогнозируются двумя версиями INMCM5 и INMCM6, различающимися чувствительностью к увеличению концентрации CO2 в атмосфере, с данными наблюдений и реанализов. Версия модели INMCM5 имеет самую низкую равновесную чувствительность климата среди мировых моделей Земной системы, тогда как в INMCM6 данная величина увеличена примерно в два раза.
Младший научный сотрудник Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН, аспирант МФТИ Мария Тарасевич рассказала, что такое внимание к темпам глобального потепления обусловлено наблюдаемыми изменениями климата и повышению температуры воздуха. По ее словам, климатические модели призваны дать ответ вопрос, в какой новой реальности человечество будет жить в конце XXI века.
При прогнозе потепления на 6 градусов к 2100 году по сравнению с 1995—2014 гг. сразу возникает вопрос, что станет с морским льдом. Обе версии воспроизводят наблюдаемые изменения его площади и объёма. INMCM5 показывает, что к концу века лёд полностью не растает. Но, согласно более новой версии INMCM6, велика вероятность, что к 2080—2090 годам льда в Арктике уже не будет. Здесь важно отметить, что вероятность осуществления прогноза зависит во многом от социоэкономического сценария — того, какие приоритеты для развития будет выбирать общество. И если человечество поставит во главе угла сберегающие климат технологии, сократит эмиссию парниковых газов и вернёт ее к показателям середины прошлого века, то нас будет ждать более оптимистичный прогноз»
Раз в несколько лет под эгидой Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) проводится сравнение совместных моделей Земной системы. В рамках данного проекта утверждаются протоколы экспериментов, готовятся все необходимые для их проведения данные о наблюдаемых внешних воздействиях, а также разрабатываются сценарии возможных будущих воздействий. Со всеми моделями-участниками проводятся соответствующие эксперименты, результаты которых впоследствии анализируются и используются при подготовке Оценочных Докладов МГЭИК. Различные версии климатической модели ИВМ РАН являются постоянными участниками проекта.
Источник: журнал «За науку»
