Дослідження Інституту Вейцмана показує, що зміна клімату може бути швидше, ніж передбачалося

Клімат Землі змінюється швидше, ніж ми очікували. Нове дослідження, проведене Інститутом Вейцмана, показує, що шторми у Південній півкулі вже досягли рівня інтенсивності, який раніше прогнозувався лише у 2080 році.

Близько 30 потужних складних комп’ютерних мереж обслуговують вчених, які перебувають у авангарді досліджень зміни клімату. У кожній мережі працює програма, що складається з мільйонів рядків коду. Ці програми є обчислювальними моделями, що об’єднують безліч фізичних, хімічних і біологічних явищ, які в сукупності формують клімат нашої планети. Моделі розраховують стан атмосфери, океанів, суші та льоду Землі, фіксуючи минулу та справжню мінливість клімату та використовуючи дані для прогнозування майбутніх змін клімату. Ці результати аналізуються провідними науково-дослідними інститутами по всьому світу, у тому числі Інститутом Вейцмана, а потім включаються до оцінного звіту Міжурядової групи експертів ООН зі зміни клімату (МГЕЗК). Політики покладаються на доповідь МГЕЗК, коли розробляють стратегії адаптації та пом’якшення наслідків зміни клімату, однієї з найсерйозніших криз нашого покоління.

Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Climate Change, безумовно змусить МГЕЗК та інші природоохоронні органи звернути на це увагу. Група вчених на чолі з доктором Рей Чемке з відділу наук про Землю і планети Вейцмана виявила значне посилення зимових бур у Південній півкулі. Дослідження, проведене у співпраці з доктором Йі Міном з Прінстонського університету та доктором Янні Юваль з Массачусетського технологічного інституту, безсумнівно, викличе хвилю у дискусіях про клімат. До цього часу кліматичні моделі передбачали антропогенне посилення зимових штормів лише до кінця цього століття. У новому дослідженні Чемке та його команда порівняли моделювання клімату з поточними спостереженнями за штормами. Їхнє відкриття було похмурим: стало ясно, що посилення штормів за останні десятиліття вже досягло рівня, що прогнозується у 2080 році.

«Зимовий шторм — це погодне явище, яке триває лише кілька днів. Окремо кожен шторм не має великої кліматичної ваги. Проте довгостроковий ефект зимових бур стає очевидним в оцінці сукупних даних, зібраних за тривалі періоди часу», — пояснює Чемке. У сукупності ці бурі мають значний вплив, впливаючи на перенесення тепла, вологи та кількості руху в атмосфері, що, отже, впливає на різні кліматичні зони на Землі. Одним із прикладів цього є роль штормів у регулюванні температури на полюсах Землі. Зимові бурі відповідають за більшу частину перенесення тепла з тропічних регіонів до полюсів. Без їхнього вкладу середня температура на полюсі була б приблизно на 30°C нижче». Так само колективне посилення цих бур створить реальну і серйозну загрозу для суспільств Південної півкулі в найближчі десятиліття.

“Ми вирішили зосередитися на Південній півкулі, тому що зареєстрована там інтенсифікація була сильнішою, ніж у Північній півкулі”, – говорить Чемке. «Ми не досліджували Північну півкулю, але здається, що посилення бур у цій півкулі відбувається повільніше, ніж у Південній півкулі. Якщо ця тенденція збережеться, додає Чемке, ми спостерігатимемо тут більш значне посилення зимових штормів у найближчі роки та десятиліття».

У своїй лабораторії в Вейцманському інституті Хемке досліджує фізичні механізми, що лежать в основі великомасштабних змін клімату. У цьому дослідженні він та його партнери з дослідження прагнули зрозуміти, чи були ці зміни у кліматичних моделях викликані зовнішніми факторами (наприклад, діяльністю людини), чи вони стали результатом внутрішніх коливань глобальної кліматичної системи. Вони проаналізували кліматичні моделі, що моделюють закономірності посилення шторму при ізольованому впливі внутрішніх кліматичних причин, без зовнішнього впливу. Вони показали, що за останні 20 років шторми посилювалися швидше, ніж це можна пояснити лише внутрішньою кліматичною поведінкою.

Крім того, дослідники виявили фізичний процес, що стоїть за посиленням шторму. Аналіз швидкості зростання штормів показав, що зміни атмосферних струменевих течій за останні кілька десятиліть викликали цю ескалацію, і сучасні кліматичні моделі не можуть точно відобразити ці зміни.

Дослідження Чемке, Мінга та Юваля має два безпосередні важливі наслідки. По-перше, воно показує, що не тільки кліматичні прогнози на найближчі десятиліття серйозніші, ніж попередні оцінки, а й припускає, що діяльність людини може вплинути на Південну півкулю більше, ніж передбачалося раніше. Це означає, що необхідно швидке і рішуче втручання, щоб зупинити збитки, які завдають клімату в цьому регіоні. По-друге, необхідно скоригувати похибку кліматичних моделей, щоб у майбутньому вони могли забезпечити точніший кліматичний прогноз.

Чи можуть кліматичні моделі невірно передбачати інші важливі явища? «Моделі дуже добре прогнозують майже всі параметри, – каже Чемке. «Ми знайшли один параметр, для якого необхідно налаштувати чутливість моделей. Наприклад, точно моделюються зміни температури, опадів, морського льоду та літніх штормів».

Очікується, що результати дослідження допоможуть дослідникам клімату у всьому світі виправити упередженість у моделях та створити більш точні прогнози майбутніх кліматичних моделей. Крім того, оновлене уявлення про посилення зимових штормів за останні кілька десятиліть допоможе нам краще зрозуміти стан клімату Землі. Вчені-кліматологи тепер зможуть більш точно оцінити ступінь збитків, які, як очікується, завдадуть змін клімату — збитків, які можна буде зменшити лише в тому випадку, якщо людство втрутиться і візьме на себе відповідальність за майбутнє планети.

Дослідження доктора Чемке підтримуються Інститутом сімейного лідерства Вілнера при Науковому інституті Вейцмана та Програмою лідерства Цукермана в галузі STEM.

https://www.weizmann.ac.il/EPS/Chemke/publications