Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Октябрь 2015 года стал рекордно теплым месяцем за всю историю инструментальных наблюдений.

28.11.2015 в 18:29

Ясно, что примерно таким же теплым окажется ноябрь. Данные по аномалии глобальной температуры, которые ежемесячно публикуют все основные службы, отслеживающие эволюцию земного климата, свидетельствуют о том, что 2015 год не просто станет самым теплым за всю историю наблюдений, а побьет предыдущий - прошлогодний, кстати, - рекорд с заметным запасом.


Климат меняется на Земле. Благодаря целому спектру наблюдательных инструментов, как наземных, так и спутниковых, исследователи видят эти изменения по очень широкому ряду параметров. Это локальные температуры (приповерхностные, тропосферные, стратосферные), состояние атмосферы (осадки, влажность, концентрация газов, аэрозоли, ветра на разных высотах, циклонная активность), состояние океана (приповерхностные и глубинные температуры, теплосодержание океана, кислотность, химический состав, уровень моря), изменения в криосфере (площадь и толщина морских льдов, состояние ледников и снежного покрова), биологическая активность (состояние лесного покрова, планктонная активность океана и т. д..

В распоряжении климатологов имеются также обширные данные по палеоклимату, тоже по самым разным параметрам. Наконец, разрабатываются и постоянно совершенствуются пакеты для численного моделирования, которые позволяют исследовать причинно-следственные связи и рассчитывать так называемые климатические проекции, то есть предсказания, выполненные в рамках ансамбля моделей с учетом тех или иных сценариев антропогенного и природного воздействия. Весь этот инструментарий позволяет сделать совокупный вывод, что происходящие в последние десятилетия изменения климата идут такими темпами, которые точно не наблюдались за последние тысячи лет, а в отдельных случаях - и десятки тысяч лет (и вполне вероятно, что и больше, просто надежных данных по скорости измерений там уже нет. Консенсус климатологического научного сообщества по всем этим аспектам по состоянию на 2013 год изложен в первом томе отчета межправительственной группы экспертов по изменению климата (Ipcc. Краткая 200-страничная версия этого отчета переведена и на русский язык (PDF, 44 мб); техническое резюме предыдущего отчета Ipcc, за 2007 год, доступно на русском языке в Html - виде. К этим материалам можно обратиться для первого серьезного ознакомления с темой.

При столь огромном количестве измеряемых климатических параметров возникает естественное желание найти какую-то одну величину, которая - пусть в очень упрощенном и усредненном виде - характеризовала бы состояние климата в целом. Опыт показывает, что роль этой величины может играть глобальная температура, а точнее, аномалия глобальной температуры, то есть отклонение от условного среднего за XX век (или за другой опорный период. Мы подчеркнем, что это не "Усреднение Температуры по Больнице", а глобальное усреднение отклонений температур от средних для данной местности за XX век, выполненное с учетом интерполяции, урбанизации и прочих изменений. Для большей наглядности к этой глобальной аномалии температуры добавляют иногда 14 градусов цельсия (условную среднюю температуру земной поверхности) и называют полученную величину глобальной температурой. Однако надо помнить, что это синтетическая величина; она не является реальной усредненной температурой земли, а просто представляет собой параметр, вычисляемый по определенным правилам и удобный для беглого охарактеризования климата. И, разумеется, все многообразие климатических изменений ни в коей мере не сводится к одной лишь этой температуре.

Существует несколько организаций, которые отслеживают и анализируют климатические данные самого разного рода, полученные как наземными станциями, так и десятками специализированных спутников. Три самые известные - это американская национальная администрация по океану и атмосфере (Noaa), институт космических исследований им. Годдарда (Giss), являющийся частью Nasa, и британская метеорологическая служба Met Office. Эти организации ежемесячно публикуют результаты по текущему состоянию климата планеты и выдают, в том числе, очередные значения аномалии глобальной температуры. Их данные, а также подробные пояснения можно найти на соответствующих страницах:
- Noaa: глобальный анализ, таблица чисел.
- Giss, временной ряд Gistemp: сводка данных, таблица чисел.
- Met Office, временной ряд Hadcrut4: сводка данных, таблица чисел.

Методики объединения и анализа у этих трех служб слегка различаются. Скажем, Hadcrut4 старается свести к минимуму пространственные интерполяции, и, как следствие, она не учитывает участки поверхности с очень редким покрытием станциями. Gistemp, наоборот, старается охватить, с учетом погрешностей, и такие участки, в особенности Арктику, поскольку именно там происходят самые сильные климатические изменения (ориентировочно, потепление в Артике идет в несколько раз быстрее, чем в среднем по планете. В результате числа у этих служб слегка различаются, но многолетние тенденции в пределах погрешностей совпадают.

Примерно с середины 2000-х годов вокруг поведения этой глобальной температуры возникла и усиливалась полемика, к сожалению, принимавшая подчас и ненаучные формы. Суть, вкратце, сводится к утверждению, что 1998 год оказался аномально теплым, а после этого в течение всего десятилетия 2000-х рост температуры вроде бы остановился (рис. 2. не пускаясь в детали этой полемики, отметим только, что в пределах статистических погрешностей никакого конфликта с ансамблем климатических проекций, выполненных в рамках различных моделей, нет. Когда на плавно растущую зависимость накладывается многолетний условно - периодический эффект (про него ниже), вполне следует ожидать чередование плато и резких всплесков. Но даже с учетом некоторого намека на плато, в данных видно, что усредненная по десятилетиям температура продолжает неуклонно расти. Кроме того, большинство остальных климатических параметров (изменения в криосфере, теплосодержание океана и т. д. ) уверенно показывают непрекращающиеся изменения и в течение последнего десятилетия.

В последние год - два стало заметно, что глобальная температура вышла из стадии плато и готова к очередному рывку вверх. Так, 2014 год оказался самым теплым по данным всех трех служб. В течение всего 2015 года ситуация обострялась: месячные температуры регулярно били рекорды, относящиеся к данному месяцу за всё время наблюдений. Например, Noaa сообщает, что 7 из 10 месяцев этого года поставили такие рекорды.

Октябрь 2015 года стал не просто абсолютным рекордсменом, а с большим запасом побил предыдущие месячные максимумы. Например, по данным Noaa, прошлые рекорды выстроились так: 0, 88\xB0C, 0, 89\xB0C, 0, 91\xB0C относительно среднего по XX веку, тогда как октябрь 2015 выдал сразу 0, 98\xB0C. по данным Giss, октябрьская аномалия составила 1, 04\xB0C, - и это первый случай, когда месячная температура в этих данных преодолела психологически важный рубеж в 1 градус. Hadcrut4 показывает числа чуть ниже, но и здесь октябрьский скачок очевиден.

Для климатологов эти рекорды 2015 года не стали неожиданностью. Дело в том, что еще в прошлом году ученые заметили все признаки усиления важнейшего циклического климатического процесса эль - ниньо (южная осцилляция, Enso; см. Подробнейший рассказ об этом колебании. Положительная фаза этого климатического колебания в экваториальной части тихого океана (рис. 3), которая, собственно, и называется эль - ниньо, характеризуется повышенными температурами приповерхностного слоя. Сильный эль - ниньо - явление настолько мощное, что оно меняет климат и в Америке, и в юго-восточной Азии, и, через глобальные климатические связи, влияет на Африку и вообще на всю планету. Тот рекорд 1998 года был вызван именно аномально сильным эль - ниньо.

В связи с такой важностью этого феномена существуют специальные службы, которые отслеживают его состояние, причем не только на поверхности океана, но и в первых нескольких сотнях метров вглубь. Анимации и подробную техническую информацию можно найти на сайте Noaa, еженедельные и ежемесячные отчеты публикуются на этой странице, а популярные материалы появляются в блоге Enso Blog.

Сейчас ситуация повторяется, но, накладываясь на подросшую в среднем температуру, она совершенно точно приведет к новому рекорду. За последние 15 лет этот климатический цикл колебался около нуля, но ближе к концу 2014 года он начал набирать силу и, после некоторой заминки, рванул вверх этим летом (рис. 4. сейчас он сравним по силе с эль - ниньо 1998 года (см. Таблицу данных), и, по всей видимости, это еще не предел.

Ансамбль климатических численных моделей предсказывает, что пик нынешнего эль - ниньо придется на ближайшие месяцы, после чего он быстро пойдет на спад (рис. 5. обратим внимание, впрочем, что предсказания, приведенные на рис. 5, были опубликованы 13 октября. Сейчас мы знаем, что реальный октябрьский показатель прыгнул заметно выше этих предсказаний. Поэтому дать более точный прогноз длительности и силы нынешнего эпизода эль - ниньо затруднительно.

Так или иначе, но общая картина вырисовывается ясно. Для глобальной температуры эти предсказания означают, что октябрьский рекорд может быть побит в ближайшие месяцы - и, может быть, даже не один раз. 2015 год совершенно точно станет не просто самым теплым за все время наблюдений, но и с запасом побьет предыдущий рекорд. Возможно, сильный эпизод эль - ниньо продлится еще на несколько месяцев в 2016 году, и тогда нам можно ожидать сопоставимую с нынешним годом аномалию температуры. Затем в течение нескольких лет температура, по всей видимости, будет колебаться близ нынешних или чуть меньших значений, что, вероятно, вызовет очередной всплеск скептических заявлений о якобы остановившемся росте температуры. Но это лишь до тех пор, когда очередной виток колебания, наложившись на плавную тенденцию потепления, не станет причиной нового температурного скачка вверх. Автор: Игорь Иванов.