Что будет с Европой, когда умрет Гольфстрим?
А новые данные показывают, что Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция — Гольфстрим одна из ее ветвей — действительно замедляется и ослабевает. Датские климатологи, авторы недавно вышедшей работы, считают, что он может остановиться в любой момент уже с 2025 года и, скорее всего, сделает это до 2095 года. Причина — глобальное потепление. Так что же будет с Европой и с нами — ее жителями?
Работа вышла в научном журнале первой величины, поэтому вызвала сильную реакцию прессы: «Мы все умрем». Вот типичный пересказ смысла этой работы ученым, написавшим популярный материал по теме на одном из крупных российских ресурсов: «Климат вскоре резко изменится — в Европе наступит новый ледниковый период. А виновато в этом глобальное потепление. К такому парадоксальному выводу пришли датские ученые, получив результаты моделирования». Это действительно звучит устрашающе.
Те, кто помнит новости прошлого года, добавят к этому: датчане еще оптимисты. Вот мнение российского ученого, ведущего научного сотрудника Пущинского федерального научного центра РАН Алексея Карнаухова:
«Остановка Гольфстрима означает гибель цивилизации Европы. Ее северная часть покроется ледниками, южная превратится в тундру. Среднегодовые температуры там упадут на 10-20 градусов, континент станет непригодным для обитания, я не говорю уже о ведении сельского хозяйства… — Среднегодовая температура в Питере может упасть на 20-25 градусов [это ниже, чем сейчас на острове Врангеля]. Когда Гольфстрим останавливался в прошлом, а в истории человечества такое уже происходило, ледники доходили до широт Харькова и Запорожья».
©HeartlessSpartan, DeviantArt
Произойдет это, по его мнению, уже через 30 лет. Чтобы понять, кто в этой истории прав, а кто нет, нам придется отправиться в прошлое даже глубже чем на год, для начала — на 20 лет назад.
Миф Гольфстрима
Первое, что нам надо усвоить, чтобы разобраться в теме: значительная часть того, что мы привыкли слышать о роли Гольфстрима в нашем климате (а основная часть жителей России географически тоже живет в Европе) — это неправда.
Породил этот миф, вполне искренне и без злого умысла, американский военный моряк Мэтью-Фонтейн Мори, причем еще в середине XIX века. По нему, вода, намного более теплоемкая чем воздух, движущаяся из тропических вод в холодные северные — и есть главная причина того, что зимы, весны и осени в Европе — теплые, а в аналогичных ей по широте районах Северной Америки или Азии — холодные. Здесь все выглядит очень логичным, но есть нюанс.
Мэтью-Фонтейн Мори, около 1850 года, когда он участвовал в международном съезде морской метеорологии / ©Wikimedia Commons
Он в том, что в середине XIX века не было средств, позволяющих хотя бы примерно оценить, сколько тепла в Европу с юга несет Гольфстрим, а сколько — остальные процессы, в первую очередь атмосферные.
А в XXI веке такие средства есть, и еще в 2002 году ученые во главе с Ричардом Зигером эти подсчеты провели и опубликовали в Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. Что же оказалось?
Во-первых, выяснилось, что основная часть тепла, которое выделяет океан в районе Гольфстрима в холодное время года, вообще не берется им из тропических вод. Напротив: это поглощенное им летом из атмосферного воздуха «местное» тепло. Гольфстрим в основном тепловой аккумулятор Европы, а вовсе не подводный трубопровод, согревающий ее теплом из тропиков.
СМИ неизменно предупреждают, что это [остановка Гольфстрима] приведет к новому ледниковому периоду в Великобритании и Европе, показывают фотографии обледеневших берегов Лабрадора, снимают паромы, пробирающиеся через морской лед в Ла-Манше… И так цирк продолжается из года в год. Теперь мы знаем, что это миф, климатологический эквивалент городской легенды.
Во-вторых, стало понятно, что количество тепла, которое Гольфстрим все-таки реально переносит из тропиков в Европу, невелико на фоне того, что приходит в нее с ветрами. По всем подсчетам, даже если бы Атлантика была полностью статичной, климат Европы вообще не изменился бы. То есть сама идея «без Гольфстрима в Европе наступит тундра» никак не связана с реальностью.
Январская погода в Атлантике и близ нее с полностью остановленными течениями (вверху) и с активными течениями, как сейчас (внизу). Разница не очень велика, а для остальных месяцев года она еще меньше / ©R. Seager
Интересно, что обычно те или иные новые идеи принимаются научным сообществом лишь после длительной борьбы: достаточно вспомнить, что вымирание динозавров от астероидов в первые 20 лет после выдвижения этой гипотезы не находило понимания у большинства палеонтологов. Не то с анализом ситуации по Гольфстриму: цифры работы 2002 года были так убедительны, что до 2023 года никто так и не попытался их оспорить.
Но почему же ученые бьют тревогу?
Несмотря на это, поток публикаций других научных групп, моделирующих последствия остановки Гольфстрима, продолжился. Они никогда не пробовали оспаривать работу 2002 года: они просто писались так, как будто ее никто не читал. В норме так никто не делает: если в крупном научном журнале вышла статья, прямо противоречащая вашим выводам, вам нужно упомянуть ее и показать ее неправоту. Тут же наблюдался принципиально иной сценарий: оспаривать никто не решался, но и учитывать никто не спешил.
Например, в том же 2002 году вышла работа, где моделирование показало: даже не полная остановка этого течения, а лишь его существенное ослабление может сделать климат Европы холоднее в среднем на пять-восемь градусов. Основная часть населения России, как известно, географически находится в Европе.
Легко видеть, что омываемая Гольфстримом часть Евразии имеет значительно больше теплых дней, чем остальная ее часть. Вот только в Гольфстриме ли здесь дело? / ©Wikimedia Commons
Мы привыкли измерять градусами скачки температур день ото дня, поэтому пять-восемь градусов кажутся чем-то незначимым. Однако в смысле средних температур пять градусов отделяют Москву от Мурманска, а восемь — Воронеж от Мурманска. Мурманск, как известно, находится в регионе с тундрой. Если в Воронеже (да и в Москве) будет тундра, обитаемость России существенно снизится.
В 2005 году последовала еще одна научная работа с очень похожими расчетами. В 2015 году — новая. Модели использовали самые разные, но вывод был один: Европа станет холодной. Все это выглядит очень странно: почему все они игнорировали более раннюю работу, показавшую, что Гольфстрим вообще не влияет на теплоту европейского климата, определяемого юго-западными ветрами?
Чтобы понять, как это получается, мы процитируем известного ученого из совсем иной области: физики элементарных частиц, Сабину Хоссенфельдер:
Обычно теплые европейские зимы объясняют отдачей тепла Гольфстримом, в то время как аналогичное теплое течение в Тихом океане отдает свое тепло вдали от берегов. Однако на практике главный канал переноса тепла— ветер, и даже если бы Гольфстрима не было вовсе, перенос от этого никуда не делся бы / ©Wikimedia Commons
«Я теоретик в физике элементарных частиц, и я сомневаюсь в теоретической физике элементарных частиц. …Я боюсь, что публика имеет веские причины не доверять ученым и — печально, но правда — мне тоже все сложнее им доверять… Нетрудно понять, как мы попали в такую ситуацию. Нас судят по количеству публикаций… и более строгие критерии качества для новых теорий обрежут нашу продуктивность. Но „давление публикаций” поощряет к количеству в ущерб качеству, о чем уже неоднократно говорилось раньше… Мы создаем гигантское количество новых теорий, и ни одна из них никогда не была подтверждена экспериментально».
Хоссенфельдер приводит много примеров, но для наших целей более показательно, как сходные факторы действуют на работы по Гольфстриму. Вчитаемся в сами три работы, приведенные выше и рассказывающие о резком падении европейских температур. Как они приходят к таким выводам?
Все три работы используют один подход: берут общие климатические модели с современным климатом и «разбавляют» воды Атлантики пресной водой от тающих льдов (та, в модели, замедляет атлантические течения). А чтобы понять, насколько меняется от этого температура атмосферы в Европе, ее сравнивают с температурами в Европе в той же модели, но без добавления пресной воды.
Есть нюанс: климатическая «контрольная группа», без «просто добавь пресной воды», рассчитывается для уровней СО2 около 280 частей на миллион. А в современном мире углекислого газа в воздухе в полтора раза больше.
©Wikimedia Commons
Без этого нереалистичного фактора влияние атлантических течений на климат Европы тоже пробовали оценить — в 2020 году работа такого рода вышла в Science. Но там получились совсем иные результаты: даже сильное замедление Атлантического меридионального опрокидывающего течения не ведет к похолоданию для европейцев. Они всего лишь начинают чувствовать глобальное потепление слабее — не более.
Согласитесь, есть серьезная разница между превращением Москвы или Воронежа в тундру — как в работах с нереалистичным уровнем СО2 — и «просто слабее станет теплеть», как в работе с реалистичным уровнем СО2 в воздухе.
Возникает нехорошее ощущение, что климатические модели работают подобно моделям в других отраслях науки: если в них что-то из исходных факторов заложили или учли не так, то на выходе получится нечто, не имеющее отношение к реальности. Но ведь речь идет о том, жить нам в тундре или все-таки нет. Нельзя ли ради такого важного случая как-то подстраховаться и надежно определить, вызовет ли остановка Гольфстрима тундризацию европейской России? Что ж, такой метод есть.
Не в первый раз
Дело в том, что за последние миллионы лет глобальное потепление на Земле происходило не один раз, не десять, и даже не двадцать. Причем периодически теплело куда серьезнее, чем в обозримом будущем может дать антропогенное глобальное потепление. Например, дюжину миллионов лет назад в Арктике среднегодовая была +10…+11, то есть куда теплее, чем нынче в Воронеже. Два миллиона лет назад на крайнем севере Гренландии росли тополя и тому подобные леса, а в воде рядом с ними росли кораллы. И даже 120 тысяч лет назад средняя температура планеты была на градус выше современной.
Следовательно, перспективы остановки Гольфстрима из-за потепления тогда были никак не ниже, чем сегодня, а точнее даже выше. В конце концов все, кто прогнозирует его остановку, списывают ее именно на глобальное потепление.
К счастью, быстрые изменения температуры в Европе оставляют следы, которые просто нельзя не заметить. Падение ее до уровня тундр тут же меняет растительность. Например, так было 12,7 тысячи лет назад, в позднем дриасе. Период этот назван по дриаде восьмилепестной — холодолюбивому растению, которое сегодня встречается в Западной Европе главным образом в горах, а 12,7 тысячи лет назад внезапно и повсеместно стало встречаться там почти везде.
Еще один хороший набор прокси-данных по температуре северной Атлантики: гренландские льды, по парамаетрам которых можно понять, как изменялась температура в последние десятки тысяч лет. Хорошо видно, что в голоцене их температура оставалась стабильной (существенно стабильнее, чем в последнем ледниковом периоде), что несовместимо с «отключенным» Гольфстримом / ©Wikimedia Commons
Были ли аналогичные события — резкая смена растительности на холодолюбивую — хоть в одном периоде глобального потепления, которые, согласно большинству моделей, должны тормозить Гольфстрим и атлантическую циркуляцию в целом?
Как ни странно, нет. Не существует ни одного периода глобального потепления за все обозримое прошлое, при котором в Европе происходило распространение холодолюбивых растений. Напротив: наблюдается ровно противоположная картина.
Скажем, в голоценовый климатический оптимум шесть-восемь тысяч лет назад было на градус теплее, чем в конце доиндустриального периода (XVIII век). Однако в Европе флора была даже теплолюбивее, чем сегодня: если сейчас на ее севере наблюдается тундра, то шесть-восемь тысяч лет назад равнинной тундры в ней не было, а леса выходили непосредственно к Северному Ледовитому океану.
Когда 120 тысяч лет назад было на два градуса теплее, чем в XVIII веке, на Валдайской возвышенности доминировали грабы — дерево, ныне не растущее в естественных условиях восточнее Польши, потому что оно очень плохо переносит морозные зимы и не очень хорошо — засушливое лето.
Климат Варшавы, зоны, где граб растет сейчас, за всю историю наблюдений никогда не показывал даже -31. Средняя температура самого холодного месяца в истории наблюдений не была ниже -4 (а типичная куда выше). Для сравнения, в Москве абсолютный минимум на дюжину градусов ниже, а самый холодный месяц за историю наблюдений показывал -8,7. Грабы живут вокруг Варшавы, но из-за холодов гибнут вокруг Москвы. Их доминирование 120 тысяч лет на Валдае исключает уменьшение температур в Европе при глобальном потеплении — даже если Гольфстрим и в самом деле останавливается / ©Wikimedia Commons
Важно отметить: с палеоботанической точки зрения даже кратковременное похолодание «грабовым наступлением» исключается. Дело в том, что грабы продвигаются (без вмешательства человека) крайне медленно, на считанные сотни метров в год. И всего одна действительно морозная зима убивает их массово. То есть даже на короткое время похолоданий в Европе при сильных потеплениях не случалось.
Может быть, так дела обстояли только на севере Европы (не южнее Валдая), а ее юг в это время страдал от резкого падения температур на пять-восемь градусов, как в процитированных работах?
Что ж, это легко проверить. Правда, особых изменений по флоре 120 тысяч лет назад в теплых зонах Европы не было, зато есть изменения по фауне: в Рейне и Темзе найдены остатки бегемотов, живших там в ту эпоху.
Бегемот обладает вполне конкретными температурными пристрастиями: это тропическое животное, погибающее в сколько-нибудь холодном климате. Следовательно, можно быть уверенным: потепление если и остановит Гольфстрим, как прогнозируют датские ученые в работе лета 2023 года, но точно не сделает холоднее ни Англию с Германией, ни Россию.
Мы можем не знать, останавливается ли Гольфстрим при потеплении выше +15 (нынешняя средняя температура Земли) или нет, но из палеоаналогов ясно, что локального похолодания в Европе при глобального потепления в прошлом не случались.
Почему разработчики климатических моделей не учитывают всего этого?
«Если все так хорошо, то почему об этом никто не пишет?» — вот естественная реакция на описанные выше детали. Тем не менее понять это не так сложно. Снова обратимся к словам Сабины Хоссенфельдер: ученые часто создают гигантское количество таких новых теорий, ни одна из которых никогда не была подтверждена экспериментально.
Если львы легко переносят низкие температуры и жили в Европе даже в период оледенения, то бегемоты привязаны к жидкой воде круглогодично. А значит, их проживание в Рейне и Темзе 123-125 тысяч лет назад указывает на то, что стабильно теплый климат не покидает Европу с потеплением. Скорее, он становится еще теплее / ©Wikimedia Commons
Отметим: в физике элементарных частиц теорию хотя бы можно подтвердить экспериментально. А вот в климатическом моделировании удаленных во времени событий это просто-напросто технически невозможно. Хотя климатологи и называют иной раз расчеты с помощью моделей «экспериментами», фактически это всего лишь сложные расчеты. Те же датские ученые, ожидающие остановки течений в Атлантике после 2025 года, сделали в работе важную оговорку: случится-то это может в любой момент после данной даты, но когда именно — не ясно. Ясно только, что, по их модели, это почти наверняка случится до 2095 года.
Но сколько из авторов работы доживут до 2095 года? Учитывая их возраст, — вряд ли хотя бы один. Следовательно, при их жизни эти прогнозы не получится проверить практикой совсем никак.
В итоге в климатологии сложилась ситуация даже хуже, чем в физике элементарных частиц: можно, ничего не опасаясь, создавать гигантское количество новых теорий и ни одну из них никогда не подтверждать экспериментально.
Зачем же авторам, подстегиваемым «давлением [необходимости все новых] публикаций», обращать внимание на работу, ранее показавшую, что Гольфстрим не влияет на теплый климат Европы? Зачем им учитывать, что во все предыдущие потепления в Европе есть маркеры только теплого и устойчивого климата, но нет ни малейших признаков резкого похолодания из-за остановки Гольфстрима?
Зачем учитывать то, что мешает вам опубликовать новую работу с громкими выводами, если можно этого не учитывать — и не бояться экспериментального опровержения, потому что к моменту, который вы спрогнозировали, вы уже давно умрете?
К счастью, действительно недобросовестных климатологов количественно мало — меньшинство. К несчастью, СМИ проще всего подхватывать и тиражировать результаты именно их работы. Ведь это они обещают превращение Европы в тундру. Из такого легко сделать громкий заголовок. Куда сложнее сделать громкий заголовок, описывая научную работу о том, что при глобальном потеплении в Европе будет стабильный и теплый климат.
Александр Березин, Naked Science.