Изменение климата, 2001 г. Научные аспекты

	Другие доклады в этой подборке

F.3 Проекции будущих изменений температуры

Результаты МОЦАО

Чувствительность климата находится, вероятно, в пределах 1,5—4,5 °С. Эта оценка остается неизменной со времени Доклада МГЭИК об оценках 1990 г. и ВДО. Чувствительность климата представляет собой равновесную реакцию глобальной приземной температуры на удвоение эквивалента концентрации CO₂. Диапазон оценок определяется на основе неопределенностей в климатических моделях и их внутренних обратных связях, особенно связях, касающихся облаков и сопровождающих их процессов. В этом докладе МГЭИК впервые использован такой критерий, как кратковременная реакция климата (КРК). КРК определяется как глобально усредненное изменение приземной температуры воздуха при удвоении концентрации CO₂ в ходе эксперимента по увеличению концентрации CO₂ на 1 % в год. Предполагается, что это повышение уровня CO₂ представляет радиационное воздействие всех парниковых газов. КРК сочетает элементы модельной чувствительности и факторов, влияющих на реагирование (например поглощение тепла океаном). Диапазон КРК для существующих МОЦАО составляет 1,1—3,1 °С.

Включение прямого воздействия сульфатных аэрозолей снижает показатель среднего глобального потепления, прогнозируемого в середине XXI века. Конфигурации реагирования приземной температуры для данной модели — с сульфатными аэрозолями и без них — в большей мере похожи между собой по сравнению с конфигурациями, получаемыми с двумя моделями с использованием того же воздействия.

Модели прогнозируют изменения в нескольких широкомасштабных климатических переменных. Поскольку радиационное воздействие климатической системы изме няется, земля нагревается быстрее и в большем масштабе по сравнению с океаном и наблюдается большее относительное потепление в высоких широтах. Модели прогно зируют меньшие увеличения приземной температуры воздуха в Северной Атлантике и приполярных южных океанских регионах по сравнению с глобальным средним показателем. Прогнозируется снижение диапазона суточных температур во многих районах, при этом низкие значения ночного времени будут увеличиваться в большей мере по сравнению с высокими значениями дневного времени. Ряд моделей показывает общее уменьшение дневной изменчивости приземной температуры воздуха в зимнее время и повышение дневной изменчивости в летний период в материковых районах северного полушария. По мере потепления климата прогнозируется сокращение протяженности снежного покрова и морского льда в северном полушарии. Многие из этих изменений совпадают с нынешними тенденциями наблюдений, как это отмечалось в разделе В.

Для количественного определения среднего климатического изменения и неопределенности, основанных на ряде модельных результатов, используются мультимодельные ансамбли имитаций МОЦАО для определенного ряда сценариев. Для конца XXI века (2071—2100 гг.) средние изменения средней глобальной приземной температуры воздуха по сравнению с периодом 1961—1990 гг. составляют 3 °С (в пределах 1,3—4,5 °С) для проекта сигнального сценария А2 и 2,2 °С (в пределах 0,9—3,4 °С) для проекта сигнального сценария В2. Сценарий В2 показывает меньшее потепление, которое соответствует его более низкому показателю увеличения концентрации CO₂.

При временных масштабах в несколько десятилетий текущий наблюдаемый показатель потепления может быть использован для ограничения прогнозируемого реагирования на сценарий данных выбросов, несмотря на неопределенность, связанную с чувствительностью климата. Анализ простых моделей и взаимные сравнения реакций МОЦАО на идеализированные сценарии воздействия показывают, что в большинстве сценариев на ближайшие десятилетия существует вероятность возрастания ошибок в крупномасштабных оценках температуры пропорционально величине общего реагирования. Оценочный размер и неопределенность текущих наблюдаемых показателей потепления, объясняемого деятельностью человека, обеспечивает, таким образом, относительно независимую от модели оценку неопределен ности во многодесятилетних перспективных оценках в рамках большинства сценариев. Для того чтобы соответствовать данным последних наблюдений антропогенное потепление, согласно сценарию IS92a, должно, вероятно, находиться в пределах 0,1—0,2 °С/десятилетие в течение последующих наскольких десятилетий. Это напоминает диапазон реагирования на этот сценарий, основанный на семи вариантах простой модели, использованной на рисунке ТР-22.

Большая часть характеристик географического реагирования в сценарных экспериментах СДСВ совпадает в различных сценариях (см. рисунок ТР-20) и схожа с характеристиками, полученными для идеализированных интеграций увеличения CO₂ на 1 % . Самое большое различие между экспериментами, основанными на однопроцентном увеличении CO₂, без какого-либо сульфатного аэрозоля, и экспериментами в рамках СДСВ, заключается в региональном смягчении потепления в промышленно-развитых районах (в экспериментах СДСВ), где негативное воздействие сульфатных аэрозолей проявляется наиболее ярко. Этот региональный эффект отмечался в ВДО лишь для двух моделей, однако в настоящее время он проявляется в рамках большего количества самых современных моделей.

Весьма вероятно, что потепление почти во всех материковых районах будет происходить более быстрыми темпами по сравнению с глобальным средним показателем, особенно в районах северных высоких широт в холодный сезон. Результаты (см. рисунок ТР-21) последних имитаций при помощи МОЦАО, совмещенные со сценариями выбросов А2 и В2 СДСВ, показывают, что зимой потепление во всех северных регионах высоких частот превышает среднее глобальное потепление в каждой модели более чем на 40 % (1,3—6,3 °С для ряда рассмотренных моделей и сценариев). В летний период потепление на 40 % превышает среднее глобальное изменение в центральной и северной частях Азии. Лишь в южной части Азии и южной части Южной Америки в июне/июле/августе, а в Юго-Восточной Азии в течение обоих сезонов, модели все же последовательно показывают уровень потепления ниже глобального среднего.

Результаты простых климатических моделей

Ввиду стоимости расчетов, МОЦАО могут прогоняться лишь для ограниченного количества сценариев. Простая модель может быть калибрована для представления глобально усредненных реакций МОЦАО и прогоняться для гораздо большего количества сценариев.

Прогнозируется увеличение глобально усредненной поверхностной температуры на 1,4—5,8 °С (рисунок ТР-22(а)) в период 1990—2100 гг. Эти результаты относятся ко всему ансамблю 35 сценариев СДСВ и основаны на ряде климатических моделей^{6, 7}. Повышение температуры, согласно прогнозам, превзойдет данные ВДО, в котором это повышение составляло порядка 1,0—3,5 °С на основе шести сценариев IS92. Более высокие прогнозируемые температуры и более широкий диапазон объясняются главным образом более низкими прогнозируемыми выбросами SO₂ в сценариях СДСВ по сравнению со сценариями IS92. Прогнозируемый показатель потепления гораздо выше изменений, наблюдаемых в течение ХХ века, и останется, вероятно, судя по палеоклиматическим данным, беспрецедентным в течение как минимум 10 000 лет.

Классификация сценариев СДСВ по степени изменения средней глобальной температуры меняется во времени. В частности, для сценариев с более высоким объемом использования ископаемого топлива (и, следовательно, более высокими выбросами двуокиси углерода, например А2) выбросы SO2 также выше. В ближайшей перспективе (приблизительно до 2050 г.) эффект охлаждения наиболее высоких выбросов двуокиси серы значительно снижает потепление, вызванное ростом выбросов парниковых газов таких сценариев, как А2. Обратный эффект наблюдается со сценариями В1 и В2, которые предусматривают более низкие выбросы ископаемого топлива, а также более низкие выбросы SO₂, что ведет к более явному потеплению в ближайшей перспективе. В долгосрочной перспективе, однако, уровень выбросов парниковых газов с большим периодом жизни таких, как CO₂ и N₂O, становится доминирующим определяющим фактором итоговых климатических изменений.

К 2100 г. различия в выбросах во всех сценариях СДСВ и различное реагирование климатических моделей внесут аналогичную неопределенность в диапазон изменения глобальной температуры. Дополнительные неопределенности возникнут в связи с неопределенностями радиационного воздействия. Самая большая неопределенность воздействия — это неопределенность, вызванная сульфатными аэрозолями.