Про кризис климата и глобальное потепление знают все. Однако мало кто знает, что эти процессы были спрогнозированы более полувека назад.
В 1966 году глобальное потепление предсказал американский физик японского происхождения Сюкуро Манабэ.
С чего все началось
Манабэ родился в 1931 году на острове Сикоку. Высшее образование получил в Токийскомм университете. Там же увлекся физикой атмосферы. Его работы были вдохновлены исследованиями Джозефа Смагорински, новатора в области информатики. Когда Смагорински узнал о проектах Манабэ по применению информатики в метеорологии, то решил переманить его в Вашингтон.
Смагорински под началом своего учителя Фон Неймана еще в начале 1950-х годов принимал участие в первой в мире компьютеризованной программе прогнозирования погоды. В том исследовании компьютер ЭНИАК оказался точнее рядовых синоптиков. Поэтому Фон Нейман считал, что нужно пойти дальше прогнозов погоды и создать полную трехмерную симуляцию климата планеты. Этот проект и планировали поручить Манабэ.
В 1958 году Сюкуро переехал в США и поступил на работу в Национальную службу погоды США в Вашингтоне. Уже через 10 лет он возглавил команду программистов, занимающихся созданием той самой симуляции климата.
Теория Манабэ Сюкуро
Еще в 19 веке заметили, что солнечное тепло задерживается атмосферой Земли. А если быть точнее то, что тепловая энергия накапливается на низкой высоте из-за водяного пара и нагревает поверхность планеты. Ученые долго спорили, способствуют ли парниковому эффекту другие газы, в частности двуокись углерода. В те годы концентрация углекислого газа в атмосфере составляла лишь 300 частей на миллион, что весьма немного.
Манабэ же предположил, что даже остаточные газы, при условии наличия у них определенных свойств, могут иметь значительное влияние, а переизбыток двуокиси углерода в воздухе будет иметь столь же серьезные последствия, как и ее недостаток. Именно на влияние двуокиси углерода на тепловую энергию в разных слоях атмосферы Манабэ и сделал ставку, используя ее как основную переменную.
Для подтверждения собственной теории Манабэ разработал модель, симулирующую атмосферные изменения на основе уравнений термодинамики. Эта модель впервые в истории смогла бы определить взаимосвязь между уровнем двуокиси углерода и температурой земной атмосферы. Для произведения рассчетов потребовалось сразу 9 мощнейших компьютеров того времени – IBM 7030 Stretch, находившихся в Лос-Аламосской национальной лаборатории и Агентстве национальной безопасности. Симуляция, воспроизведенная таким супер-компьютером, состояла из набора точек, показывающих изменение температуры Земли под влиянием двуокиси углерода на разных высотах.
Что показали рассчеты
- Повышение концентрации углекислого газа в два раза привела бы к нагреванию поверхности Земли более чем на 4° по Фаренгейту.
- Двуокись углерода будет удерживать тепловую энергию в нижних слоях атмосферы, что приведет к нагреванию нижних слоев атмосферы и охаждению верхних слоев.
- Модель предполагала, что вследствие охлаждения верхние слои атмосферы начнут сжиматься
В 2021 году Сюкуро Манабэ получил Нобелевскую премию по физике. Нобелевский комитет назвал симуляцию Манабэ первым надежным предсказанием изменения климата.
