Adakah iklim tidak stabil kerana kesalahan manusia?

Adakah iklim tidak stabil kerana kesalahan manusia?

I. Proshkina
"Ekologi dan hayat" №6, 2009

Peningkatan minat dalam perubahan iklim telah diperhatikan sejak akhir abad yang lalu. Ini disebabkan oleh peningkatan dalam perubahan alam, sudah jelas pada tahap seorang lelaki yang sederhana di jalanan. Berapa banyak perubahan ini disebabkan oleh proses semulajadi, dan berapa banyaknya yang berkaitan dengan aktiviti manusia? Hari ini, perbualan dengan pakar-pakar – penyelidik utama Institut Matematik Komputasi Akademi Sains Rusia akan membantu kami dalam hal ini. Evgeny Volodin dan Nikolay Diansky, dengan siapa kita bercakap hari ini, terlibat dalam pemodelan iklim di institut ini dan merupakan peserta Rusia Panel Pakar Antarabangsa mengenai Perubahan IklimPanel Antara Kerajaan mengenai Perubahan IklimIPCC).

– Apakah fakta-fakta perubahan iklim global yang dicerminkan dalam penyelidikan dan dimasukkan ke dalam laporan penilaian keempat?

"Walaupun di peringkat rumah tangga, kita semua merasakan kesan pemanasan global – contohnya, musim sejuk menjadi semakin hangat. Jika kita beralih kepada data saintifik, maka mereka menunjukkan bahawa 11 daripada 12 tahun yang lalu adalah yang paling hangat sepanjang tempoh pemerhatian instrumental suhu global (sejak tahun 1850). Sepanjang abad yang lalu, perubahan purata suhu udara global ialah 0.74 ° C,lebih-lebih lagi, trend suhu linear dalam 50 tahun yang lalu adalah hampir dua kali ganda nilai yang sama untuk abad ini. Jika kita bercakap tentang Rusia, bulan-bulan musim sejuk di kebanyakan negara kita sejak 20 tahun yang lalu telah rata-rata 1-3 darjah lebih hangat daripada musim sejuk dalam dua puluh tahun yang lalu.

Perubahan iklim tidak bermakna peningkatan suhu mudah. Istilah "perubahan iklim global" bermaksud penstrukturan semula semua geosistem. Dan pemanasan hanya dianggap sebagai satu aspek perubahan. Data pemerhatian menunjukkan tahap Lautan Dunia, pencairan glasier dan permafrost, peningkatan ketidakteraturan hujan, perubahan dalam aliran sungai dan perubahan global yang lain yang berkaitan dengan ketidakstabilan iklim.

Perubahan yang ketara telah berlaku tidak hanya dalam ciri-ciri iklim rata-rata, tetapi juga dalam perubahan iklim dan ekstrem. Data paleoklimatik mengesahkan berlakunya perubahan iklim yang luar biasa, sekurang-kurangnya selama 1300 tahun yang lalu.

Bagaimana ramalan cuaca saintifik dibuat? Bagaimanakah model iklim dibina?

– Salah satu yang paling penting dalam klimatologi moden adalah tugas meramalkan perubahan iklim dalam abad yang akan datang.Sifat kompleks proses yang berlaku dalam sistem iklim tidak membenarkan penggunaan ekstrapolasi trend masa lalu atau kaedah statistik dan lain-lain semata empirik untuk mendapatkan anggaran yang berpandangan ke hadapan. Ia adalah perlu untuk membina model iklim yang kompleks untuk mendapatkan anggaran sedemikian. Dalam model sedemikian, pakar cuba mengambil kira semua proses yang mempengaruhi cuaca dan iklim, cara yang paling lengkap dan tepat. Selain itu, objektiviti ramalan meningkat jika anda menggunakan beberapa model yang berbeza, kerana setiap model mempunyai ciri tersendiri. Oleh itu, satu program antarabangsa sedang dijalankan dengan membandingkan unjuran perubahan iklim yang diperoleh menggunakan pelbagai model iklim mengikut senario yang dicadangkan oleh IPCC, kemungkinan perubahan masa depan dalam kepekatan atmosfera gas rumah hijau, aerosol dan bahan pencemar lain. Institut Matematik Komputasi Akademi Sains Rusia (ICM RAS) mengambil bahagian dalam program ini. Secara keseluruhannya, kira-kira dua dozen model dari negara-negara yang berbeza terjejas, di mana bidang-bidang sains yang diperlukan untuk mewujudkan model-model seperti itu telah cukup dibangunkan: dari Amerika Syarikat, Jerman, Perancis, Great Britain, Rusia, Australia, Kanada, China …

Pada tahun 1988Panel Antara Kerajaan mengenai Perubahan Iklim (IPCC) telah ditubuhkan di bawah naungan Pertubuhan Meteorologi Dunia (WMO) dan Program Alam Sekitar PBB (UNEP). Objektif IPCC adalah untuk menilai maklumat sains dan sosioekonomi yang ada mengenai perubahan iklim dan kesannya, dan membuat cadangan kepada kerajaan untuk bertindak untuk mengurangkan kesan perubahan iklim. Setiap 6-7 tahun, IPCC menerbitkan laporan penilaian yang mencerminkan hasil kajian komprehensif tentang perubahan iklim, sebab dan kemungkinan akibatnya, serta penilaian potensi untuk mengadaptasi langkah penyesuaian dan mengurangkan kesan antropogenik ke atas sistem iklim di peringkat global dan serantau.

Laporan penilaian pertama IPCC telah disediakan pada tahun 1990. Penemuan yang dikemukakan di dalamnya mengesahkan fakta perubahan sistem iklim bumi, yang kemungkinan besar disebabkan oleh aktivitas manusia. Laporan penilaian pertama kemudian menjadi asas Konvensyen Rangka Kerja PBB mengenai Perubahan Iklim. IPCC menyampaikan laporan keempatnya pada tahun 2007. Ia mengandungi data saintifik terkini mengenai perubahan iklim.

Komponen utama model iklim bumi adalah model peredaran umum atmosfera dan lautan – model bersama yang dipanggil. Pada masa yang sama, atmosfera berfungsi sebagai "penjana" utama perubahan iklim, dan lautan – "takungan" utama perubahan ini. Model iklim yang dibuat di ICM RAS mengeluarkan peredaran besar-besaran atmosfera dan Ocean World dalam persetujuan yang baik dengan data pemerhatian dan dengan kualitas yang tidak kalah dengan model iklim moden. Hal ini terutama dicapai kerana hakikat bahawa apabila mencipta dan menubuhkan model peredaran umum atmosfera dan lautan, adalah mungkin untuk mencapai bahawa model-model ini (luar talian) mencukupi menghasilkan semula keadaan iklim atmosfera dan lautan. Lebih-lebih lagi, sebelum meramalkan perubahan cuaca di masa depan, model iklim kita, seperti yang lain, telah diverifikasi (dengan kata lain, diuji) mengenai pembiakan perubahan iklim masa lalu dari abad ke-19 hingga sekarang.

Dan apakah hasil simulasi?

– Kami telah menjalankan beberapa eksperimen mengenai senario IPCC. Yang paling penting ialah tiga: relatif, ini adalah senario pesimis (A2),apabila komuniti manusia akan berkembang tanpa memperhatikan alam sekitar, sederhana (A1B), apabila sekatan seperti Protokol Kyoto akan dikenakan, dan optimis (B1) – dengan sekatan yang lebih kuat terhadap kesan antropogenik. Selain itu, dalam ketiga-tiga senario, diandaikan bahawa jumlah pembakaran bahan api (dan akibatnya, pelepasan karbon ke atmosfera) akan berkembang, hanya pada kadar yang lebih cepat atau kurang.

Penyimpangan nilai tahunan purata suhu udara permukaan (dalam ° C) untuk senario A1B yang disusun lebih dari 2080-2099. berbanding 1980-1999. dalam model ICM. Imej: "Ekologi dan kehidupan"

Menurut pesimis, senario yang paling "hangat", pemanasan purata di permukaan pada tahun 2151-2200. berbanding tahun 1951-2000. akan menjadi kira-kira 5 darjah. Dengan perkembangan yang lebih sederhana, ia akan menjadi kira-kira 3 darjah.

Pemanasan iklim yang ketara akan berlaku di Artik. Malah mengikut senario yang lebih optimistik, pada separuh kedua abad ke-21, suhu di Artik akan meningkat sekitar 10 darjah berbanding separuh kedua abad ke-20. Ada kemungkinan bahawa dalam masa kurang dari 100 tahun ais laut kutub akan bertahan hanya pada musim sejuk, dan pada musim panas ia akan mencairkan.

Pada masa yang sama, mengikut model kami dan lain-lain, pada abad yang akan datang tidak akan ada kenaikan intensif di paras laut. Hakikatnya ialah bahawa leburan dari benua Antartika dan Greenland sebahagian besarnya akan dikompensasikan oleh kenaikan salji di kawasan-kawasan ini, yang dikaitkan dengan kenaikan hujan semasa pemanasan. Sumbangan utama kepada kenaikan paras laut adalah perluasan air dengan peningkatan suhu.

Menurut pemerhatian, sejak tahun 1961 peningkatan suhu rata-rata Ocean World telah menembusi kedalaman 3 km. Penyerapan lebih daripada 80% haba tambahan dari atmosfera membawa kepada pengembangan haba air di lautan, yang, bersama dengan pencairan glasier dan lembaran ais, membawa peningkatan purata paras laut. Pada abad ke-20, kenaikan aras purata air adalah 0.17 m. Dalam tempoh pemerhatian satelit, terdapat penurunan yang ketara dalam penutup ais laut di Hemisfera Utara, yang pada musim panas purata 7.4% setiap dekad

Hasil percubaan dengan model ramalan sistem iklim ICM RAS, bersama-sama dengan hasil model asing lain, dimasukkan ke dalam laporan IPCC, dianugerahkan bersama dengan A. Gore Hadiah Nobel Perdamaian 2007.

Harus diingat sejauh ini hanya hasil yang diperoleh menggunakan model iklim ICM yang dibentangkan dari Rusia dalam laporan IPCC keempat.

Dikatakan bahawa cuaca Eropah dilahirkan di Atlantik – betul-betul begitu?

– Peristiwa cuaca yang berlaku di atas Atlantik Utara, tentu saja, sangat menjejaskan Eropah. Ini berlaku kerana di latitud yang sederhana dari permukaan Bumi hingga 15-20 km, kebanyakannya angin bertiup dari barat ke timur, iaitu massa udara datang ke Eropah paling sering dari barat, dari Atlantik. Tetapi ini tidak selalunya berlaku, dan secara amnya adalah mustahil untuk membezakan satu tempat di mana cuaca Eropah terbentuk sepenuhnya.

Cuaca Eropah sebagai fenomena berskala besar dibentuk oleh keadaan umum atmosfera Hemisfera Utara. Sememangnya, Atlantik menduduki tempat yang penting dalam proses ini. Walau bagaimanapun, lebih penting bukannya variasi intrinsik (penyelewengan dari kursus tahunan) proses lautan yang beredar di Atlantik Utara, tetapi hakikat bahawa atmosfera, sebagai persekitaran yang lebih berubah-ubah, menggunakan Atlantik Utara sebagai takungan tenaga untuk membentuk kebolehubahannya sendiri.

Variasi waktu kawasan ais laut di Hemisfera Utara (juta km2) untuk model ICM. Garis biru hasil eksperimen kawalan ditunjukkan (konsentrasi gas rumah kaca diambil pada tahap pra-perindustrian), garis hijau – kepekatan sebenar pada abad ke-20, serta keputusan eksperimen untuk senario B1 (garis kuning), A1B (oren), A2 (merah). Imej: "Ekologi dan kehidupan"

Di sini kita bergerak dari ramalan dan pemodelan iklim untuk ramalan cuaca dan pemodelan. Ia perlu untuk memisahkan dua masalah ini. Pada dasarnya, model yang sama digunakan untuk tugas ini dan lain, menggambarkan dinamik atmosfera. Perbezaannya ialah syarat awal model sangat penting untuk meramalkan cuaca. Kualiti mereka sebahagian besarnya menentukan kualiti ramalan.

Apabila memodelkan perubahan iklim untuk tempoh dari beberapa dekad hingga beberapa abad dan ribuan tahun, data awal tidak memainkan peranan yang penting, dan dengan mengambil kira mereka yang berada di luar suasana suasana akibat perubahan iklim memainkan peranan penting. Kesan sedemikian boleh berubah dalam kepekatan gas rumah hijau, aerosol gunung berapi melemparkan ke atmosfera, perubahan dalam parameter orbit Bumi, dan sebagainya.Institut kami sedang membangunkan satu daripada model ini untuk Roshydromet.

Apa yang boleh dikatakan mengenai perubahan iklim di Rusia? Apa yang perlu berhati-hati?

"Secara umum, akibat pemanasan, iklim pusat Rusia akan bertambah baik sedikitpun, tetapi di selatan Rusia disebabkan oleh peningkatan arus akan bertambah buruk. Satu masalah besar akan timbul daripada cair permafrost, wilayahnya menduduki kawasan yang besar.

Menurut ramalan, dibuat dengan bantuan model moden, suhu global purata akan meningkat sebanyak 2100 di bawah senario pelepasan yang berbeza dengan tahap 1.5-5 darjah yang lain

Di Rusia, apabila mengira pemanasan di bawah sebarang senario, suhu akan meningkat kira-kira dua kali lebih cepat daripada purata untuk Bumi, yang disahkan oleh data dari model lain. Di samping itu, menurut model kami, ia menjadi lebih hangat di musim sejuk di Rusia berbanding musim panas. Sebagai contoh, dengan pemanasan global 3 darjah di Rusia, pemanasan akan menjadi 4-7 darjah purata setahun. Pada masa yang sama pada musim panas lebih panas dengan 3-4 darjah, dan pada musim sejuk oleh 5-10 darjah. Pemanasan musim sejuk di Rusia juga akan disebabkan oleh peredaran atmosfera yang akan berubah sedikit.Intensifikasi angin barat akan membawa massa udara Atlantik yang lebih panas.

Apakah kesimpulan dari IPCC dan, khususnya, saintis domestik mengenai sumbangan antropogenik terhadap perubahan iklim?

– Pengalaman sejarah menunjukkan bahawa sebarang gangguan terhadap alam semula jadi tidak dilalui dengan sewenang-wenangnya.

Laporan IPCC menekankan bahawa pemanasan yang diperhatikan dalam beberapa dekad kebelakangan ini adalah akibat dari pengaruh manusia dan tidak dapat dijelaskan oleh sebab-sebab alam semata sahaja. Faktor antropogenik adalah sekurang-kurangnya lima kali ganda kesan turun naik dalam aktiviti solar. Tahap kebolehpercayaan penemuan ini, berdasarkan hasil analisis data pemerhatian terkini, dianggarkan sebagai sangat tinggi.

Hasil pemodelan kami juga meyakinkan peranan dominan sumbangan antropogenik. Model-model iklim membiak dengan baik pemanasan yang diperhatikan, jika mereka mengambil kira pelepasan rumah hijau dan gas lain yang disebabkan oleh aktiviti manusia, dan tidak menghasilkan semula pemanasan, jika mereka mengambil kira faktor semulajadi. Dalam erti kata lain, model eksperimen menunjukkanbahawa tanpa "sumbangan" manusia, iklim tidak akan berubah menjadi nilai hari ini.

Nyatakan bahawa model iklim semasa juga termasuk pengiraan kepekatan CO2. Model sedemikian menunjukkan bahawa turun naik semulajadi dalam kepekatan CO2 dalam sistem iklim pada skala masa dari abad dan kurang tidak melebihi beberapa peratus. Ini juga ditunjukkan oleh pembinaan semula yang sedia ada. Dalam beberapa ribu tahun terakhir era pra-perindustrian, kepekatan CO2 atmosfera stabil dan berkisar dari 270 hingga 285 ppm (bahagian per juta). Kini kira-kira 385 ppm. Pengiraan dengan model, serta anggaran dari pengukuran, menunjukkan bahawa, sebaliknya, sistem iklim bertujuan untuk mengimbangi pelepasan CO.2, dan hanya kira-kira separuh atau sedikit lebih daripada semua pelepasan yang dapat meningkatkan kepekatan CO.2 di atmosfera. Bahagian baki larut di lautan dan meningkatkan jisim karbon dalam tumbuh-tumbuhan dan tanah.

Bagaimana anda berfikir unjuran iklim akan berkembang?

– Sistem iklim sangat kompleks, dan manusia memerlukan ramalan yang boleh dipercayai. Semua model yang dikembangkan setakat ini mempunyai kelemahan mereka.Komuniti saintifik antarabangsa telah memilih dari dua model yang paling berjaya dalam dua belas model, dengan membandingkan ramalan umum yang dikeluarkan. Adalah dipercayai bahawa kesilapan pelbagai model dalam kes ini dikompensasi.

Pemodelan adalah tugas yang menakutkan dan banyak kerja. Dalam pengiraan meletakkan banyak parameter yang mengambil kira proses pengangkutan, interaksi atmosfera dan lautan. Sekarang institut kami sedang membuat versi baru dalam model ini. Sebagai contoh, terdapat masalah di dekat kutub, di mana, disebabkan oleh penumpuan meridian, langkah-langkah sepanjang bujur adalah tanah, yang membawa kepada "bunyi bising" yang tidak wajar dalam penyelesaian model. Model baru ini akan menggunakan resolusi spatial yang lebih tinggi dalam model atmosfera dan lautan dan parameterisasi proses fizikal yang lebih maju. Oleh kerana itu, ketepatan pemodelan akan meningkat, dan ramalan baru akan dibuat untuk model tahap baru ini.

Atas sebab tertentu, di negara kita, pemodelan diberikan perhatian yang kurang daripada di Barat, di mana sumber kewangan dan saintifik yang penting diperuntukkan khusus untuk mewujudkan model berangka untuk peredaran atmosfera dan lautan.Tugas-tugas ini memerlukan sistem pengkomputeran pelbagai prestasi tinggi (superkomputer ICM yang digunakan untuk tujuan ramalan iklim termasuk dalam penarafan TOP-50 negara-negara CIS). Kerja kami hanya disokong oleh beberapa program Akademi Sains Rusia dan projek-projek Yayasan Rusia untuk Penyelidikan Asas.

Dalam masa terdekat, satu percubaan baru dengan model bersama di bawah program IPCC bermula. Pada tahap ini, model-model yang dikemaskini dari iklim Bumi dengan resolusi spasial yang lebih tinggi dan kemasukan pelbagai proses fizikal simulasi akan mengambil bahagian. Model iklim secara beransur-ansur berkembang menjadi model sistem terestrial secara menyeluruh, yang tidak hanya mengira dinamik atmosfera dan lautan, tetapi juga termasuk sub-model kimia kimia, tumbuhan, tanah, kimia laut dan biologi, dan proses dan fenomena lain yang mempengaruhi iklim.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: