Доказана ключевая роль озона в изменении климата
Многие сложные компьютерные модели, используемые для прогнозирования изменений климата, могут упускать важный фактор «обратной связи» озона в своих расчетах будущего глобального потепления, согласно новому исследованию под руководством Университета Кембриджа, опубликованному 1 декабря в журнале Nature Climate Change – пишет sciencedaily.com.
Компьютерные модели играют решающую роль в продуманной климатической политике. Они используются для оценки эффекта, оказываемого сейчас на климат Земли выбросами углерода, и прогнозируют возможные варианты будущего нашего климата.
Увеличение вычислительных мощностей в сочетании с расширением научных знаний привело к значительному прогрессу в нашем понимании климатической системы в течение последних десятилетий. Тем не менее, присущая Земле сложность и по-прежнему ограниченные вычислительные возможности означают, что не каждая переменная может быть включена в существующие модели. Следовательно, ученые должны сделать осознанный выбор в целях создания более подходящих моделей.
«Эти модели являются единственными имеющимися у нас инструментами с точки зрения прогнозирования будущих последствий изменения климата, поэтому крайне важно, чтобы они были точными и настолько совершенными, насколько мы только можем их сделать», говорит ведущий автор документа Пир Новак, аспирант Центра атмосферных исследований, который является частью Кембриджской кафедры химии.
Новое исследование выявило ключевую роль, которую озон, основной компонент стратосферы, играет в том, как происходит изменение климата, а также в возможных последствиях, влияющих на прогнозы глобального потепления. Изменения содержания озона в современных моделях климата часто либо не учитывается, либо включается в очень упрощенной форме. Это связано со сложностью и чистой вычислительной мощностью, необходимой для вычисления этих изменений – это значимый для некоторых исследований дефицит.
В дополнение к своей роли в защите Земли от вредных ультрафиолетовых лучей Солнца, озон также является парниковым газом. Озоновый слой является частью обширной химической структуры, а также изменений в состоянии окружающей среды, таких как изменение температуры или атмосферной циркуляции, приводящих к изменениям в количестве озона. Этот процесс известен как химическая обратная связь атмосферы.
Используя комплексную химико-климатическую модель атмосфера-океан, команда из Кембриджа, работая с исследователями из Университета Восточной Англии, Национального центра атмосферных исследований, Метеобюро и Университета Рединга, сравнила доиндустриальные уровни озона с развитием ситуации в ответ на четырехкратное увеличение выбросов СО2 в атмосферу, что является стандартным экспериментом по изменению климата.
Они обнаружили сокращение через 75 лет глобального приземного потепления примерно на 20% – что равняется 1 °C – по сравнению с большинством моделей. Это различие связано с изменениями количества озона в нижних слоях стратосферы в тропиках, которые в основном вызваны изменениями в циркуляции атмосферы в условиях изменения климата.
«Это исследование показало, что обратная связь озона может играть важную роль в глобальном потеплении, и что она должна постоянно включаться в климатические модели», говорит Новак. «Эти модели являются невероятно сложными, как и сама Земля, и мы могли бы включить почти бесконечное число различных процессов. Многие из этих различных процессов должны быть упрощены для эффективной их работы в рамках модели, но это исследование свидетельствует о том, что обратная связь озона играет важную роль в изменении климата, и, следовательно, должна быть включена в модели с целью добиться максимально возможной точности. Тем не менее, именно эта обратная связь является особенно сложной, поскольку она зависит от многих других климатических процессов, которые модели по-прежнему интерпретируют по-разному. Поэтому лучшим вариантом постоянного представления этой обратной связи может быть расчет изменения концентраций озона в каждой модели, несмотря на высокие вычислительные затраты такой процедуры».
«Исследования в области изменения климата направлены на получение наилучших возможных данных. Каждая используемая в настоящее время климатическая модель показывает, что потепление происходит и будет продолжать происходить, но разница в том, как и когда они предсказывают наступление потепления. Обладание лучшими из возможных моделей поможет сформировать наилучшую политику в области климата».