Глобальное потепление будет сопровождаться кратковременными похолоданиями

Три возможных варианта динамики зимней температуры на севере Европы (в кельвинах) с 1996-го по 2050 год, соответствующие трем различным (но вероятным) начальным условиям (Stott P.A. et al. External Control of 20th Century Temperature by Natural and Anthropogenic Forcings // Science. 2000. V.290. P.2133–2137). Видно, как зависит от начальных условий режим колебаний температуры в ближайшие десятилетия. Но при переходе к более длительным отрезкам времени тенденция глобального потепления, определяемая растущей концентрацией парниковых газов, берет верх, и начальные условия уже перестают оказывать существенное влияние на динамику. (Figure courtesy of A. Pardaens, Met Office Hadley Centre). Рис. из статьи: Wood R. Natural ups and downs (Nature. 2008. V.453. P.43–44), являющейся комментарием к обсуждаемой статье

Продолжающееся глобальное потепление вовсе не исключает похолоданий, которые могут длиться в течение нескольких лет и охватывать значительную часть нашей планеты. В частности, похолодание в ближайшее десятилетие затронет северную часть Атлантического океана, Европу и Северную Америку. На обширной же акватории Тихого океана температура останется на среднем уровне. К такому выводу пришла группа немецких ученых на основании изучения температуры поверхности океана. Выявленные ими в масштабе десятилетий колебания температуры определяются периодическим замедлением или ускорением конвейера мощнейших течений, перемешивающих мировой океан. Но похолодание будет временным, и к 2030 году потепление, определяемое ростом содержания в атмосфере парниковых газов, возобновится.

Большинство моделей, прогнозирующих грядущие изменения климата, имеют дело с усредненными показателями и направлены на выявление долговременных тенденций, прослеживаемых в течение по крайней мере столетия. Но как выглядит прогноз на более короткие периоды времени, например измеряемым десятилетиями? Можем ли мы дать разумные прогнозы задним числом, моделируя ту динамику климата, которая уже наблюдалась на протяжении второй половины ХХ века? Ведь для этого времени существует множество результатов инструментальных измерений, а опираясь на них, мы можем проверить, насколько удачны предлагаемые модели.

Ноэл Кинлисайд (Noel Keenlyside) из Института морских исследований им. Лейбница (Киль, Германия) и его коллеги из того же учреждения, а также Метеорологического института Макса Планка (Гамбург, Германия) обратили внимание на Северную Атлантику — эту крупнейшую «кухню погоды» нашей планеты. Именно сюда на глубине около 800 метров движется мощнейший поток воды (равный по объему 100 годовым стокам Амазонки!), который около Исландии поднимается вверх (из-за сильных ветров, сгоняющих воду с самой поверхности), сильно охлаждается (становясь при этом тяжелее) и опускается почти до дна, где начинает свой обратный путь на юг. Так работает термохалинный («температурно-солёностный») механизм, приводящий в движение огромный океанический конвейер — систему меридионального перемешивания океанов (см.: Thermohaline circulation), о которой уже не раз писали «Элементы» (см., например, Чтобы перемешать океан, надо не только толкать, но и тянуть). Поскольку именно этот конвейер течений приносит тепло в северную часть Атлантического океана, очевидно, что замедление его будет способствовать похолоданию Европы, а ускорение — потеплению.

К 2015 году, согласно предсказаниям модели Кинлисайда и др., на большей части планеты ожидается похолодание (доминирует фиолетовый цвет), вызванное естественными колебаниями скорости крупнейших океанических течений. Шкала справа — отклонения от средней температуры в кельвинах (красный и желтый цвет — потепление, фиолетовый и голубой — похолодание). Рис. из статьи: Kerr R.A. Mother Nature cools the greenhouse, but hotter times still lie ahead // Science. 2008.V.230. P.595). График предоставлен Keenlyside et al., Nature. 2008

К сожалению, информации о прошлых изменениях температуры на больших глубинах океана нет (мониторинг ее в Северной Атлантике начался только недавно), но данных по температуре воды у поверхности довольно много. Во всяком случае, вторую половину ХХ века они охватывают, особенно если говорить об Атлантическом океане. Авторы обсуждаемой работы исходили из того, что в масштабе десятилетий океан сохраняет следы потеплений и похолоданий. Соответственно, располагая даже данными только по поверхностной температуре воды, можно сделать обратный прогноз — восстановить ход предшествующих изменений температуры.

Расчеты, проведенные Кинлисайдом и его коллегами на основе разработанных моделей, показывают, что особенности начального состояния системы довольно сильно сказываются на ее кратковременной (но не долговременной!) динамике. Иными словами, за счет инерционности всей океанической системы существуют некие внутренние колебания скоростей течения и связанные с ними колебания температуры воды у поверхности. Но на эти внутренние колебания, сильно зависящие от начальных условий, накладываются внешние — глобальное потепление, вызванное продолжающимся ростом содержания в атмосфере Земли парниковых газов.

Поверхностная температура в северо-западной части Атлантического океана. Средние величины (в °C) в период с 6-го по 13 сентября 2001  года. Красным и желтым показаны теплые воды, синим — холодные, зеленым — промежуточные температуры. Данные со спутника «Терра» (Terra). Рис. © Ronald Vogel, SAIC for NASA GSFC с сайта earthobservatory.nasa.gov

Согласно прогнозу Кинлисайда и его коллег, климат в общем будет становится более теплым, однако на этом фоне будут случаться похолодания, вызванные внутренними колебаниями в системе океанических течений. В ближайшее десятилетие как раз ожидается такое похолодание, вызванное замедлением движения конвейера. Однако уже к 2030 году потепление восстановится.

Источник: N. S. Keenlyside, M. Latif, J. Jungclaus, L. Kornblueh, E. Roeckner. Advancing decadal-scale climate prediction in the North Atlantic sector // Nature. 2008. V. 453. P. 84–88.

Cм. также:
1) Richard Wood. Climate change: Natural ups and downs // Nature. 2008. V. 453. P. 43–45.
2) Richard A. Kerr. Mother Nature cools the greenhouse, but hotter times still lie ahead // Science. 2008. V. 320. P. 595.
3) Noel Keenlyside, et al. A coupled method for initializing El Niсo Southern Oscillation forecasts using sea surface temperature // Tellus A. 2005. V. 57. P. 340–356 (описание использованного авторами метода; вся статья в открытом доступе: PDF, 2,6 Кб).
4) Чтобы перемешать океан, надо не только толкать, но и тянуть, «Элементы», 05.06.2007.
5) Изменения климата за 15 лет: прогнозы и реальность, «Элементы», 18.05.2007.

Алексей Гиляров

<< Назад