В первые дни января обозреватель «Новой газеты» Юлия Латынина опубликовала большую статью с подзаголовком «История самого крупного научного фейка ХХ века». В ней говорится о так называемой «хоккейной клюшке Манна» — представленной более двадцати лет назад реконструкции средней температуры в Северном полушарии. Назвав эту реконструкцию «фейком», автор статьи пошла дальше и поставила под сомнение саму концепцию глобального изменения климата под влиянием человеческой деятельности. N + 1 предложил прокомментировать публикацию Латыниной климатологу, старшему научному сотруднику Лаборатории теории климата Института физики атмосферы имени Обухова РАН Александру Чернокульскому.
Статья, опубликованная в «Новой», довольно велика, и разбирать ее всю целиком, указывая на множество мелких неточностей в изложении хорошо известных фактов, не имеет смысла.
Я сосредоточусь на трех ключевых положениях этой статьи, которые бросают тень на климатологию как науку и, попутно, на добросовестность ученых-климатологов, а также ставят под сомнение антропогенные причины глобального роста температуры в последние десятилетия.
«Церковь», «святой» и «икона»
Рассмотрим эти положения чуть подробнее. В статье утверждается, что климатологи, бьющие тревогу по поводу глобального изменения климата, образуют «церковь глобального потепления» и проповедуют «алармистский культ, переосмысливший старые архетипы Конца Света... в новой, “научной” упаковке».
«Главной иконой» этого «культа» в статье названа «хоккейная клюшка Манна» — график средней температуры в Северном полушарии, впервые представленный в статье, опубликованной американским профессором Майклом Манном («Главным Святым Церкви Глобального потепления») и его соавторами в журнале Nature в 1998 году.
«Клюшкой» этот график неофициально называют потому, что он демонстрирует резкий рост средней температуры в последние годы ХХ и в начале XXI века, вздымающийся, будто крюк хоккейной клюшки, над «рукоятью» — относительно более ровной глобальной температурной кривой, реконструированной за предыдущие столетия.
Именно «хоккейная клюшка Манна», утверждается в статье, запустила механизм борьбы с «глобальным потеплением» на глобальном же уровне.
По мнению автора статьи, деятельность многочисленных экспертов, институтов и других организаций, а также функционирование международных договоров, таких, например, как Киотский протокол и Парижское соглашение, прямо базируется на выводах, в основе которых лежит этот «изменивший жизнь человечества график».
Между тем, говорится в статье, график этот «оказался фейком», поскольку при его составлении в расчеты Манна вкрался ряд математических ошибок, если не сказать сознательных манипуляций с данными. Но Манн и его «церковь», тем не менее, продолжают стоять на своем и всеми силами затыкают рот своим критикам. Сам Манн охарактеризован в статье как «Петрик от климатологии, нарцисс, склочник и сутяжник».
«Разоблачить» Манна удалось тем ученым (в статье оговаривается, что в основном они не имеют прямого отношения к климатологии и палеоклиматологии), которые обратили внимание на следующее несоответствие: график Манна игнорирует крупные изменения климата, происходившие прежде, — такие, например, как Средневековый теплый период (СТП, около 800 — 1300 годы) или Малый ледниковый период (МЛП, XIV–XIX века).
Если принять во внимание эти естественные колебания климата Земли, вызванные явно не избытком СО2 в атмосфере, то «клюшка» перестанет быть «клюшкой» — ровная рукоять, на конце которой вздымается крюк, на поверку окажется совсем даже не ровной.
Нынешнее потепление на этом фоне выглядит как очередная — естественная — волна климатических изменений, идущих друг за другом на протяжении всей истории Земли. Из всего этого в статье делается вывод: «Мы не знаем, насколько существенен антропогенный вклад в нынешний климат».
В статье есть и другие доводы, призванные продемонстрировать ошибочность расчетов Манна на основе метода главных компонент и дендрохронологии, его недобросовестность на примере «климатгейта» 2009 года, а также мировой заговор западных политиков во главе с Маргарет Тэтчер, использовавшей угрозу глобального потепления для борьбы с петрократиями — от Саудовской Аравии до СССР.
Климатгейт
Эта нашумевшая скандальная история, случившаяся в 2009 году, связана с хакерской атакой на Отделение климатологии Университета Восточной Англии (Climate Research Union, University of East Anglia) — один из пяти центров по расчету глобальной температуры воздуха на основе станционных и судовых наблюдений.
В результате атаки в открытый доступ через сервер в Томске и последующее копирование на различные сайты в интернете был выложен архив с электронной перепиской ученых-климатологов, некоторыми файлами данных и программами их обработки.
Отдельные фрагменты, вырванные из контекста, вызвали критику климатических скептиков, заявивших, что ученые-климатологи манипулируют данными и оказывают давление на авторов и редакторов научных журналов. Газеты достаточно активно разогревали поднятый скандал.
Для проверки информации, содержащейся в выложенном хакерами архиве, в Великобритании и США было создано восемь комиссий — государственных, научных, частных — которые досконально изучили эту историю с разных сторон — и с точки зрения науки, и с точки зрения этики, и с точки зрения лингвистики. Комиссии не обнаружили ни доказательств мошенничества, ни доказательств нарушения научной этики. Большинство газет принесли извинения и даже отозвали свои статьи на этот счет.
У ученых-климатологов эта история, ожидаемо, вызвала негативные эмоции. В какой-то мере она послужила дополнительным стимулом для движения в сторону максимально открытых исследований, когда в общий доступ выкладываются исходные и обработанные данные, программные коды. Еще 10–15 лет назад этого не было, сейчас во многих журналах это уже стало обязательным условием.
Но сказанного достаточно, чтобы продемонстрировать три ключевых пункта рассуждений Юлии Латыниной:
1. Глобальные изменения климата — это нормально: они не раз происходили в прошлом, и представители самых разных наук собрали обширную базу доказательств существования СТП, МЛП и других подобных явлений, к которым человек никакого отношения не имел. Однако «климатологи-алармисты» эти данные почему-то игнорируют.
2. Тревожные заявления ученых, предупреждающих о катастрофических последствиях глобального изменения климата под влиянием человека, — не более чем пиар-акция, нацеленная на подъем их собственного престижа и не основанная на строго научных данных, поскольку главная «икона» этого «алармистского культа» — фейк.
3. Поэтому, хотя очередное глобальное изменение климата действительно происходит на наших глазах, мы не можем утверждать, что это дело рук человека, никаких объективных данных на этот счет у нас нет. Деятельность Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) и подобных организаций посвящена решению не научных, а каких-то других, прежде всего политических, задач.
На опровержении этих доводов с научной точки зрения я и хочу остановиться.
Что такое глобальная температура
Начнем с вопроса о том, что такое изменения климата, происходившие в прошлом, с точки зрения современной климатологии.
В статье Латыниной приводится множество письменных свидетельств и ссылок на региональные реконструкции, показывающие наличие СТП и МЛП. При этом автор делает существенную ошибку — выдает региональные реконструкции и региональные письменные свидетельства за глобальные или полушарные.
Вопреки сказанному в статье, никто из ученых не спорит с тем, что в отдельных регионах мира наблюдались и СТП и МЛП. Но необходимо понимать, что регионы, где отмечалось то или иное событие, остаются всего лишь регионами, занимающими определенную долю шара/полушария.
Поэтому просто экстраполировать письменные свидетельства о сборе мандаринов в Китае или о выращивании винограде в Англии на всю планету (и даже полушарие) с научной точки зрения нельзя. Как же в таком случае можно оценить глобальную температуру?
С одной стороны — необходимо использовать все доступные реконструкции, а не только реконструкции из Северной Америки и Северной Евразии. С другой — восстановить радиационное воздействие внешних факторов (солнечной и вулканической активности), а также оценить собственную изменчивость климата, чтобы определить условия, обусловившие то или иное изменение температуры.
Именно этим и занимаются десятки научных групп во всем мире. И в целом, все они приходят к одному и тому же выводу: и раннее потепление (так называемый Римский теплый период), и холодные «темные века» (похолодание в середине первого тысячелетия), и СТП, и МЛП не наблюдались на всей планете синхронно и имели разную амплитуду.
Наиболее синхронным и сильным событием был Малый ледниковый период, но это и понятно, если проанализировать причины этого события. МЛП происходил на фоне уменьшения солнечной активности(на этот период пришлось несколько минимумов солнечной активности — Шперера, Маундера, Дальтона) и роста вулканической активности(несколько достаточно крупных извержений).
Оба эти фактора работали на уменьшение приходящей солнечной радиации: активность Солнца снижалась напрямую, а из-за извержения вулканов в стратосфере создавался экран из сульфатных аэрозолей, отражавших часть солнечного света обратно в космос.
Крупные извержения вулканов в тропиках ведут к появлению аэрозольного экрана на всей планете, а вот извержения в высоких широтах — только к появлению экрана над полушарием, где расположен вулкан (и этот экран в целом более короткоживущий).
Во время МЛП наблюдалось повышенная вулканическая активность над Северным полушарием, хотя радиационное воздействие было достаточно слабым и в целом на планете. Небольшое уменьшение приходящей солнечной радиации запустило цепочку обратных связей — альбедную на суше Северного полушария, что привело к росту горных ледников в Евразии и Северной Америке, а также циркуляционную в океане, обусловленную увеличением морского льда в Арктике и последующим ослаблением циркуляции в Северной Атлантике.
При этом исследования показывают значительную роль внутренней изменчивости, приводившей к существенным региональным различиям. Например, в Гималаях максимальная площадь ледников отмечена с 1300 по 1600 год., а в Северной Америке наступление ледников началось на 200 лет позже. В Европе к тому же на усиление зимних морозов влияла океаническая циркуляция.
МЛП отчетливо прослеживается на всех глобальных реконструкциях — и на оригинальной «клюшке Манна», и на тех же данных, но с использованием других методов (без применения метода главных компонент), и на более поздних работах самого Манна, и на новых реконструкциях других авторов, полученных с использованием различных источников (морские и озерные отложения, кораллы, ледниковые керны, деревья, исторические хроники). Понижение температуры в этот период подтверждается и понижением уровня моря.
Если МЛП проявляется достаточно явно на глобальном уровне, причем как в Северном полушарии, так и в Южном, то про СТП этого сказать нельзя. Это явление нельзя назвать ни полушарно, ни тем более глобально синхронизированным. В его развитии гораздо бóльшую роль сыграла внутренняя изменчивость, а не внешний форсинг.
Так, детальная реконструкция по Южному полушарию показываетналичие более теплых периодов в XIII веке, когда в Северном полушарии, наоборот, наблюдались отрицательные аномалии. А теплый XI век Северного полушария не прослеживается в Южном.
Показано, что во время СТП в Тихом океане преобладала холодная фаза явления Эль-Ниньо/Ла-Нинья, что обусловило отрицательную аномалию температуры над экваториальными районами Тихого океана в этот период.
Что касается Европы, откуда пришло большинство письменных свидетельств, то более теплый климат региона обеспечила положительная фаза Северо-Атлантического колебания, преобладавшая здесь долгое время.
В итоге, если осреднять по всей планете, а не только по Европе, то СТП действительно перестает быть ярко выраженной особенностью температурного графика. А вот понижение температуры в МЛП прослеживается достаточно явно.
Кстати, в первый отчет IPСС в схематичном виде вошел график не глобальной температуры (хотя написано в отчете именно так), а температуры Англии из статьи Хуберта Лэмба 1965 года.
В отчете также написано, что, хотя СТП был теплым периодом в Западной Европе, Исландии и Гренландии, в Китае в это время отмечались аномально холодные зимы. Этот график температуры Англии приводит в своей статье и Латынина, ошибочно называя его «графиком изменения мировой температуры».
В целом, палеореконструкции за два прошедших тысячелетия говорят о том, что вплоть до конца ХХ века за это время не было периодов, когда на всей планете наблюдались бы температурные аномалии одного знака.
При этом важно понимать, что палеореконструкции на основе годовых колец деревьев и других следов органического происхождения — это все же реконструкции, а не прямые измерения. В них «участвуют» не механические приборы, а живые организмы, которые хоть и чутко реагируют на климатические изменения, могут зависеть от разных параметров.
Многие палеоданные содержат в себе информацию о нескольких параметрах сразу — например, о температуре и влажности. Еще есть определенный «сдвиг» в сторону «записи» летней температуры.
Например, наступление/отступание ледников зависит от летней температуры (и зимних осадков); пыльца тоже характеризует весеннюю и летнюю температуру, древесные кольца — теплый период. В результате зимняя температура в целом представлена в палеоданных слабее, чем летняя.
Дендрохронология и климат
В статье Латыниной ставится вопрос о том, являются ли вообще кольца деревьев хорошими индикатором температуры?
Это интересный вопрос, решение которого упирается в так называемый эффект «расхождения» (divergence). Как показывают исследования дендрохронологов, начиная с 1960-х годов во многих бореальных районах наблюдается расхождение между рядами летней температуры и ширины колец и плотности деревьев.
Очевидно, что произошла смена лимитирующего фактора роста: выдвигались гипотезы о роли засух, смены продолжительности сезонов, изменения снегонакопления, «глобального затемнения» (то есть влияния аэрозолей) и так далее. По-видимому, в различных регионах свою роль играет тот или иной новый фактор.
Если этот фактор связан с антропогенной деятельностью, то до 1960-х годов кольца деревьев могут служить хорошими маркерами температурной изменчивости. Если фактор связан с высокой температурой, то кольца деревьев будут плохими индикаторами для теплых периодов и надо смотреть на другие виды палеоданных.
Необходимо подчеркнуть: научная дискуссия по методикам и результатам ведется учеными постоянно. На любую статью приходится много ответов как в научных журналах, так и в научно-ориентированных блогах. Методы осреднения совершенствуются, появляются новые (с использованием тех или иных изотопов), наука не стоит на месте.
Среди ученых-климатологов отношение к Майклу Манну вполне обыкновенное, как к любому другому коллеге по цеху. Основные выводы из его статьи 1998 года в целом подтвердились более поздними реконструкциями, как самим Манном, так и другими авторами.
История «противостояния» Манна и Макинтайра/Маккитрика, красочно описанная в статье Латыниной, выбивается из рамок обычного развития научных знаний в основном за счет эксцентричных действий Макинтайра и Маккитрика.
С точки зрения научной этики и развития науки скорее их действия выглядят в негативном свете. Они не ставили целью улучшить наши знания, выдвинуть новую теорию или опровергнуть старую. Напротив, цель их статей и записей в блогах (и сделанных в 2005 году, и более ранних записей, вышедших в научно-популярных изданиях) заключалась скорее в том, чтобы подорвать доверие к науке.
Кроме того, совершенно неясно, на основании чего в статье Латыниной говорится о том, что Манн отказывается предоставить компьютерный код, с помощью которого он рассчитывал свою «клюшку». Это не соответствует действительности — компьютерный код, использованный для работы над статьей 1998 года, лежит в открытом доступе.
Александр Чернокульский