В эти дни в соцсетях активно обсуждалась масштабная статья в «Новой газете» за авторством Юлии Латыниной, где глобальное потепление называлось самым крупным научным фейком XX столетия. Статья пестрит ссылками на научные исследования и проиллюстрирована множеством графиков, что придает ей наукоподобный вид. По просьбе The Insider старший научный сотрудник Института физики атмосферы имени Обухова РАН Александр Чернокульский объясняет, что не так со статьей Латыниной, что на самом деле происходит с температурами на планете и какие мифы о климате мешают людям понять ученых.

При всей неоднозначности своей фигуры, Грета Тунберг внесла большой вклад в популяризацию темы изменения климата и в очередной раз обозначила пропасть непонимания между учеными и всеми остальными. Ученые давно ответили положительно на вопросы, есть ли потепление и виноват ли в этом человек, но общество по-прежнему рефлексирует и не может принять эту точку зрения. Бизнес и политики понимают, что принять — значит действовать, нести убытки, идти на непопулярные решения. Более того, крупный нефтяной бизнес и вовсефинансируетразличные активности и исследования по дезинформации климатической науки. У обывателя свои проблемы — ему семью кормить надо, а на него вдруг навешивают вину за глобальные проблемы. Не хочет общество чувствовать себя  виноватым. И ищет пути отступления: а вдруг ученые ошибаются? И как за соломинку хватается за разные версии: некоторые «эксперты» говорят, что человек не виноват, а некоторые — что и потепления нет. И что, мол, вообще, вся эта история с глобальным изменением климата — сплошная выдумка, фейк.

Именно это слово — фейк — не раз в своей заметке упоминает журналистка Юлия Латынина, говоря о т.н. «хоккейной клюшке Манна» (графике, в котором представлены глобально-осредненные данные по температуре на основе палеореконструкций и современных наблюдений для последней тысячи лет) и снабжая это фразами, выдернутыми из украденной хакерами переписки. Вообще, вся история с так называемым climategate была уже давно по косточкам разобрана, с привлечением нескольких научных комиссий. Ученые уже получили ответы на то, насколько корректны статистические методы, выбранные Манном (не совсем) и насколько устойчивы результаты к выборам других методов (устойчивы). Более того, в последующие годы благодаря работе группы PAGES2K появилось несколько новых работ, которые включали в себя не только данные по годичным кольцам деревьев, но и информацию из ледниковых кернов, озерных отложений, кораллов, моллюсков — и информация из разных источников подтвердила выводы Манна.

Cравнительный график на тему «клюшки Манна». Реконструкция глобальной температуры воздуха по различным данным (аномалии относительно средней за 1961–1990 гг.) с использованием 7 разных методов (цветные линии показывают 30-летние средние по разным методам, заливка показывает квантили распределения по всем методам). Источник: PAGES2k

В том числе ученые показали, что средневековый климатический оптимум, о который, как об колено, Латынина и пыталась сломать «хоккейную клюшку Манна», не проявлялся глобально — в Европе, в центре и на севере Азии и в Северной Америке действительно было аномально тепло, но при этом над тропической зоной Тихого океана, наоборот, наблюдалась отрицательная аномалия температуры. Похожая картина и с так называемым «Римским теплым периодом», который был теплым отнюдь не по всей планете. В итоге глобальная температура воздуха и тысячу, и две тысячи лет назад была все же ниже, чем сейчас. Впрочем, Латынина, как и Грета, тоже по-своему популяризует проблему изменений климата. Думающая часть ее большой аудитории, прочтя текст, увидит нестыковки и захочет еще раз разобраться, что реально происходит с климатом, а какие представления являются мифами. Про основные мифы и хочется поговорить подробнее.

Миф первый: «Сколько экспертов, столько и мнений»

Можно выделить несколько характерных мифов и заблуждений об изменении климата, которые кочуют из года в год, из десятилетия в десятилетие. Множество мелких мифов базируется на принципе «Сколько экспертов, столько и мнений». Как разобраться, кому верить? Один доктор наук (Александр Городницкий — The Insider) говорит, что нас ждет похолодание, другой, тоже доктор наук, — что потепление. И кому из них верить? Но первый еще и бард в придачу, это решает дело! Но решает ли? Представьте, вы пришли к двум врачам, которые назначают разные препараты. У одного «моим пациентам помогает, я вам как эксперт с 30-летним стажем это говорю», у второго: «эффективность этого препарата доказана на основании двойного слепого плацебо-контролируемого теста на большой выборке». Что выбрать? Очевидно, что надо смотреть на аргументацию того или иного эксперта.

Так какая аргументация у подавляющего большинства ученых-климатологов в пользу антропогенной причины современного потепления? При этом не хотелось бы оперировать словами «консенсус» и «97%», ведь это не доказательство само по себе. Аргументация строится на следующих основных моментах. Наблюдается быстрый рост концентрации углекислого газа (и метана) в атмосфере. Этот рост уверенно атрибутируется с человеческой деятельностью (со сжиганием ископаемого топлива): с одной стороны — на основе анализа цикла углерода, то есть оценок содержания углерода в разных элементах климатической системы (атмосфере, океане, биосфере) и потоках между ними, с другой — на основе изотопного анализа углерода.

Рост концентрации углекислого газа уверенно атрибутируется с человеческой деятельностью

Рост концентрации углекислого газа ведет к увеличению нисходящей длинноволновой радиации (усилению парникового эффекта), как предполагали еще более сотни лет назад, а недавно было доказано экспериментально. Дополнительное тепло, поступающее в климатическую систему, разогревает нижние слои атмосферы и верхний слой океана, приводит к таянию льдов и росту уровня океана, при этом верхние слои атмосферы это тепло недополучают, что приводит к снижению температуры в стратосфере и мезосфере — все это уверенно детектируется. Численные модели земной системы (модели климата) не воспроизводят современное потепление при учете только естественных факторов климатической изменчивости (солнечная и вулканическая активность) и воспроизводят, если учитывают антропогенное воздействие.

Миф второй: «Они погоду-то предсказать не могут»

И здесь на сцену выходит второй миф: «Да не верю я в эти модели, они погоду на день предсказать не могут». Действительно, люди часто смешивают модели погоды и климата. В основе тех и других лежат уравнения гидродинамики, радиационного переноса, химических трансформаций. Но есть одно важное отличие: модели погоды обязаны помнить о начальных условиях, и шум в начальных условиях в такой хаотической системе, как атмосфера, достаточно быстро начинает превалировать над сигналом. Уже через 10–14 дней модели погоды «забывают» о начальных условиях — здесь лежит предел предсказуемости погоды в привычном для нас виде. Но на первые дни (до 3–5 дней) модели сейчас предсказывают погоду очень успешно.

За прошедшие десятилетия произошла настоящая тихая революция в прогнозе погоды, связанная в первую очередь с четырехмерным усвоением спутниковой информации и ансамблевым подходом. Миф о том, что «синоптики все время врут» очень живуч и связан с психологией: при точности прогноза на 24 часа в 97,5% обыватели чаще запоминают те самые 2,5% неудачных прогнозов.

Прогнозы погоды на 24 часа оправдываются в 97,5% случаев

А что с климатом? Здесь слово «прогноз» не будет корректным, скорее говорят о проекциях климата. Модели климата сразу не помнят о начальных условиях, для них важны лишь граничные условия — то есть внешние воздействия: солнечная активность, извержения вулканов, антропогенная деятельность. Как задается антропогенная деятельность? Экономисты готовят свои модели развития общества: сколько где будет жителей, как будет работать промышленность, как будет развиваться энергетика, землепользование и т.д. Все это формализуется в какие-то параметры, которые могут быть усвоены моделью климата — например, в эмиссии СО2 и в изменение свойств поверхности.

Эксперты по физике Солнца представляют  свои прогнозы развития солнечной активности — ждет ли нас продолжение 11-летней цикличности, или ожидается какой-нибудь минимум. Вулканологи в идеале должны представить свои прогнозы по извержениям вулканов, которые являются важным фактором в климате, но здесь предсказуемость совсем слабая. На основе всех новых внешних параметров климатические модели и рассчитывают новый климат — то есть некий статистический ансамбль различных погодных условий, характерных для этого нового климата. Но не конкретную погоду в конкретном месте в конкретный день. Только некий ансамбль, по которому можно судить, как изменится распределение величины, ее среднее, экстремумы и т.д.

Миф третий: «Лето было холодное, о каком потеплении речь?» 

Следующий миф также вытекает из смешения погоды и климата. Он варьирует от: «Я потепления на себе не ощущаю» до «Вон какое лето холодное было, о каком потеплении вообще идет речь?». И в том, и в другом случае речь идет о погоде. Чем сильнее меняется погода от сезона к сезону, тем тяжелее на фоне этого дребезжания обывателю (который вряд ли ведет дневник погоды) проследить какой-то тренд. Только ориентироваться на ощущения, а они иногда могут подводить. Например, лето 2019 года в средней полосе России было аномально холодным: по сути, в 2019 году повторилась в какой-то мере ситуация 2010 года, только блокирующий антициклон встал западнее, в итоге южные потоки наблюдались в Европе, где за лето было зарегистрировано несколько волн жары, а в России к западу от Урала почти все лето преобладали северные потоки. Сидя в Москве, сложно было поверить, что июнь и июль на планете стали самыми жаркими за всю историю метеонаблюдений (а весь 2019 год в итоге занял второе место в ряду самых теплых).

Рисунок 2. Среднеиюльская приповерхностная температура воздуха в 2019 году (аномалии относительно 1981–2010 гг., данные Национального управления океанических и атмосферных исследований NOAA).

Миф четвертый: «Человек такой маленький, как он может влиять на глобальный климат?»

Проблема масштаба лежит в основе и другого климатического мифа — о нашей малости и ничтожности, который варьирует от обывательских «Человек такой маленький, как он может влиять на глобальный климат?» и «Да от вулканов идет больше СО2, чем от всей человеческой деятельности» до более наукообразных «Потоки СО2 от антропогенной деятельности малы по сравнению с естественными» и «Главный парниковый газ — водяной пар». Но здесь, как в присказках «мал золотник, да дорог» и «капля никотина убивает лошадь», малое количество совсем не равно малому эффекту. Антропогенные потоки углерода составляют около 10 гигатонн углерода в год, что примерно в 100 раз больше, чем поток от всех вулканов, но действительно существенно меньше, чем суммарные потоки углерода между атмосферой и биосферой (около 120 гТС/год), атмосферой и океаном (около 80 гТС/год). Однако дело в том, что естественные потоки уравновешены, а антропогенные (несмотря на их малость) — нет. В результате в атмосфере накапливается углекислый газ, который, будучи парниковым газом (действительно вторым после водяного пара), начинает активно влиять на радиационный баланс поверхности Земли, принося дополнительные 2 Вт/м². Эти дополнительные ватты и ведут к накоплению тепла в климатической системе и росту температуры.

С другой стороны — ну растет температура, и что? «Климат менялся все время, были и более теплые периоды». Это частое утверждение в полной мере мифом не является. Действительно, климат Земли переживал разные периоды — и куда более холодные, чем сейчас, и куда более теплые. Это только демонстрирует чувствительность климата к изменению теплового баланса системы. Заблуждением является сравнение «в лоб» прошлых и современных климатических изменений. При анализе этих изменений важно оценивать не как изменилась температура, а почему она изменилась.

Важно оценивать не как изменилась температура, а почему она изменилась

Именно поиск причин дает правильный ответ на вопрос, как именно изменится температура, режим осадков и т.д. Например, средневековый климатический оптимум был с высокой вероятностью обусловлен повышением солнечной активности, пониженной вулканической активностью и особенностями циркуляции океана, что в итоге привело к потеплению в высоких и умеренных широтах и небольшому похолоданию в тропиках. Другая конфигурация астрономических факторов (параметров орбиты Земли) 9 тысяч лет назад обеспечила оптимум голоцена, который опять же теплым был только в умеренных и полярных широтах, но не в тропических. Сейчас не наблюдается ни роста солнечной активности, ни таких быстрых изменений параметров орбиты.

Какие проблемы есть на самом деле? 

Разобрав основные мифы, можно коротко выделить реальные научные проблемы, которые стоят сейчас перед климатологией (конечно, далеко не все). В области физики климата это:

а) повышение точности прогноза климата в масштабе от сезона до десятилетия — для такого прогноза важна фаза океанических колебаний, правильно воспроизвести которую (в идеале — для всех основных колебаний) в климатических моделях пока затруднительно;

б) оценка роли облаков и аэрозолей в климатической системе и связанной с ними неопределенности в климатических проекциях — здесь в основном все упирается в малый масштаб процессов (гораздо меньший, чем разрешение моделей);

в) уточнение оценки чувствительности температуры к удвоению концентрации СО2 (на сколько вырастет глобальная приповерхностная температура воздуха при удвоении концентрации СО2 в атмосфере) — до сих пор и климатические модели, и данные палеореконструкций воспроизводят этот диапазон от 1,5 до 4,5 градусов, и лишь недавно появились работы по сужению диапазона до 2,2–3,4 градусов;

г) дальнейшее исследование экстремальных погодных явлений, включая оценку их атрибуции к потеплению климата;

д) оценка устойчивости различных компонентов климатической системы и поиск критических точек (tipping points) — например, до какого уровня потепления стабильны метан-гидраты на Арктическом шельфе (их разрушение приведет к выбросу большого количества метана и дальнейшему усилению парникового эффекта), насколько стабильны покровные ледники, например, Западная Антарктида (разрушение которой может привести к взрывному росту уровня моря).

Остаются вопросы и в политической и экономической сферах:

а) как правильно оценить плюсы и минусы потепления для каждого конкретного региона и для мира в целом (как на одну чашу весов положить снижение зимней смертности в умеренных и полярных широтах, а на другую — уход под воду островных государств в тропиках);

б) где находится баланс между тратами на адаптацию и смягчением климатических изменений (какие средства надо тратить на новые ливневые канализации и дамбы, а сколько — на зеленую энергетику);

в) как оценить баланс между тратами на решение текущих проблем и на решение проблем с более долгосрочной перспективой (например, бросить ли сейчас все средства на борьбу с бедностью или бороться с изменениями климата);

Насущной остается и проблема коммуникации: та самая, озвученная в первом абзаце. Общество плохо слышит ученых, а ученые слишком мало говорят с обществом. Отсюда и плодятся мифы и даже целые эпосы…

Источник: The Insider