Воздействие человека на климатическую систему Земли – процесс сугубо глобальный, поэтому метод моделирования фактически один. Строится гигантская и очень сложная модельная сфера. По меридианам и параллелям формируется достаточно частая модельная сетка, причем многослойная. Вверх – слои атмосферы, вниз – слои Мирового океана и суши, почвы и льдов. Дальше в каждом узле сетки решаются физические уравнения движения, рассчитывается перенос тепла, влаги и импульса, описывается испарение и конденсация влаги и многое другое. Моделируются все процессы физики атмосферы и океана, а в качестве внешних параметров задаются потоки парниковых газов и аэрозольных частиц, различные воздействия со стороны Солнца, вулканов и т. п.
Модели отличаются теми или иными физическими особенностями, например, способом описания процессов формирования и движения облаков, различной детализацией океанских процессов. Они требуют огромных компьютерных ресурсов, поэтому глобальных моделей немного – около 30. У них единое общее название – модели общей циркуляции атмосферы и океана, есть и долгосрочный международный проект взаимного сравнения модельных результатов. Опыт показал, что в целом модели дают сходные глобальные результаты. Важно подчеркнуть, что они используют всю доступную информацию о физически происходящих процессах в атмосфере и океане – от стратосферы до больших глубин, далеко не только температуру и другие параметры, измеряемые на метеостанциях. Также важно, что модели успешно моделируют прошлое, в частности, то, что происходило в последние 50 лет. Показывают, что только «вброс» антропогенного влияния, прежде всего, выбросов СО2, позволяет описать реальную картину.
Гораздо больше различий между моделями возникает, когда в глобальную сферу начинают «вкладывать» региональные модели, которые имеют более высокое пространственное разрешение и позволяют прорисовать детали местных проявлений глобального изменения климата. В России глобальная модель имеется в Институте вычислительной математики РАН, а вкладываемая в нее региональная модель северной Евразии – в Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. Модели – это «живой» и постоянно совершенствующийся инструмент науки, чем больше появляется знаний по физике и химии атмосферы и океана, тем совершеннее становятся модели, тем точнее они способны описать происходящее и дать прогноз на будущее.
Вместе с тем, надо понимать, что естественную изменчивость – вариабельность климата – модели не описывают, а от нее сильно зависит ситуация в конкретный год или даже в десятилетие. Поэтому прогнозы даются как минимум на десятилетие, причем в терминах вероятности тех или иных изменений или явлений.
Читайте подробнее:
Международный открытый онлайн-курс «Изменения климата: риски и проблемы»: Раздел 2. Что такое модели. Основы моделирования и обоснованность климатических моделей. Сценарии изменения внешних параметров, включая действия человека.
Лекции WWF России «Изменения климата в России» : 9.1 Сценарии антропогенных изменений климата на XXI век. 9.2 и 9.3 Глобальные модельные прогнозы температуры и осадков. Разделы 10 и 11. Прогнозы для России для Арктики. Разделы 13-18. Прогнозы для отдельных регионов России.
Материал подготовлен порталом Ecowiki.ru
Принимай участие в новой волне цифрового квеста «Миссия «Ноль отходов. Живая Волга».