Кліматичні моделі - це всього лише набір рівнянь, заснованих на відомих фізичних законах. Це віртуальні лабораторії, що дозволяють проводити експерименти, які неможливі в реальності. Як і будь-який інший науковий інструмент, вони розроблені і перевірені з усією ретельністю. Насамперед модель повинна відтворювати поточний клімат і спостережувані зміни, а також ключові моменти минулого, реконструйовані по надійним джерелам.
У результаті моделі добре відтворюють багато важливих природні кліматичні процеси, в тому числі сезонні та добові температурні цикли. Крім того, вони точно реагують на привхідні фактори: у 1992 році співробітники НАСА перевірили свою модель на виверженні вулкана Пінатубо і передбачили тимчасове охолодження клімату у відповідь на викид вулканічних аерозолів.
Моделі не обійшли своєю увагу і потепління в XX столітті в результаті зростання атмосферної концентрації парникових газів. Перші моделі висловилися щодо цього в 1975 році, тобто ще до того, як сильне потепління стало очевидним спостерігачам.
Ці віртуальні лабораторії допомагають також зрозуміти природу того, як контактують взаємопов'язані компоненти системи, - наприклад, зміни на поверхні планети в результаті збезлісення і сільського господарства роблять значний вплив на клімат. Вивчається також реакція кліматичної системи на масштабні події. Так, дослідження продемонстрували, як відреагують на танення льодовикового покриву в Північній Атлантиці морські течії і температура повітря.
Основна увага, звичайно, приділяється майбутньому. Моделі прогнозують значне потепління - до рекордних температур - протягом наступного століття і допомагають оцінити його вплив на вразливі підсистеми.
Але, незважаючи на всі успіхи, ми ніколи не зможемо в точності описати наш складний, хаотичний світ за допомогою рівнянь. Навіть невеликі зміни можуть вплинути на кліматичну систему непередбачуваним чином, до того ж досі шкутильгає теоретичне розуміння найбільш складних аспектів кліматичної системи.
Наприклад, однією з найбільших проблем залишається точне моделювання хмар. Достеменно невідомо, як вони формуються, а це означає, що ми не можемо вписати хмарні процеси в моделі клімату. Різні дослідницькі групи роблять несхожі допущення, і це призводить до різних результатів.
Інше обмеження - просторовий і часовий масштаб. Глобальні моделі точніше, коли досліджуються довгострокові і широкомасштабні зміни, а не те, що відбувається в конкретному місці в конкретний час.
Для всіх цих досліджень не існує однієї-єдиної найкращої моделі, тому використовується зв'язка моделей. Як мінімум одна з цього набору враховує всі доступні результати спостережень з усією притаманною їм хаотичністю. У прогнозах групи моделей рівень хаосу повинен бути приблизно таким же. Цей підхід дозволяє отримувати досить точні результати моделювання масштабних змін в межах десяти і більше років.
Критики звертають увагу на те, що кліматичним моделям ніяк не вдається перемогти невизначеність, але це легко пояснити. У моделі постійно включаються все нові складні процеси - наприклад, поведінка дрібних частинок, породжених промисловим виробництвом, або взаємодія між кліматом, рослинністю і грунтом. У той же час нинішня невизначеність і невизначеність старих моделей - «дві великі різниці», тому що моделі постійно еволюціонують: застарілі, віджилі компоненти відкидаються і замінюються більш точними. Так, можна говорити про аналог природного відбору.
Незважаючи ні на що з вищевикладеного, скептики підозрюють вчених, що працюють з моделями, в підкилимних махінаціях, через які комп'ютер видає ефект, замовлений тим чи іншим лобі. Насправді точніший прогноз, ніж ці моделі, може дати тільки метеоролог, який відправиться в майбутнє. Поки машину часу не винайшли, доводиться задовольнятися тим, що є.
Фото: fnal.gov
Джерело: http://compulenta.computerra.ru
