Вычисление чувствительности климата из результатов спутниковых измерений

Что говорит наука...

Чувствительность климата является мерой того, насколько сильно наш климат реагирует на энергетический дисбаланс. Наиболее распространенным ее определением является изменение глобальной температуры при удвоении СО2 в атмосфере. Если бы не было обратной связи, чувствительность климата составляла бы около 1 ° C. Но мы знаем, что есть целый ряд обратных связей, как положительных, так и отрицательных. Так как же определить суммарную обратную связь? Эмпирическое решение состоит в том, чтобы наблюдать, как наш климат реагирует на изменения температуры. У нас есть спутниковые замеры радиационного баланса и данные измерений температуры поверхности. Вместе они должны дать нам представление о суммарной обратной связи.

В работе «Об определении климатических обратных связей по данным ERBE» (Lindzen et al 2009) предпринята попытка это сделать. Предметом рассмотрения являются температуры поверхности моря в тропиках (20 ° южной широты до 20 ° с.ш.) с 1986 по 2000 год. В частности, авторов интересуют периоды, когда изменение температуры было больше, чем на 0,2 ° С, они отмечены красным и синим цветом (рис. 1).

Рис.1: Температура поверхности моря между 20 ° южной широты и 20 ° северной  широты по месяцам. Периоды изменения температуры больше чем на 0,2 ° C отмечены красным и синим ( Lindsen et al 2009).

Авторы также проанализировали данные спутниковых измерений исходящего от Земли излучения в течение этих периодов. При том, что краткосрочные температуры поверхности моря в тропиках в значительной степени обусловлены Эль-Ниньо-Южной осцилляцией, изменение исходящего излучения дает представление о том, как климат реагирует на изменение температуры. Их анализ показал, что когда становится теплее, увеличивается и поток излучения, исходящего от планеты в космос. Они пришли к выводу, что суммарная обратная связь является отрицательной и наша планета имеет низкую чувствительность климата, около 0,5 ° С.

Однако, в ответе на этот документ, «Отношения между температурами морской поверхности в тропиках и излучением верхних слоев атмосферы» (Trenberth et al 2010),  выявлен ряд недостатков в анализе Линдзена. Оказалось, что низкий результат чувствительности климата в значительной степени зависит от выбора начальной и конечной точек периода, который они анализируют. Небольшие изменения в этом выборе полностью изменяют результат. По существу, можно настроить начальную и конечную точки, чтобы получить такую величину обратной связи, какую вам хочется.

Рис. 2: Интервалы роста (красный) и понижения (синий) тропических температур поверхности моря SST (20 ° с.ш. - 20 ° С), используемые Lindzen et al 2009 (темные маркеры) и предлагаемый альтернативный выбор по объективному критерию (пустые маркеры) (Trenberth et al 2010).

Другим серьезным недостатком в анализе Линдзена является то, что он пытается вычислить глобальную чувствительность климата исходя из тропических данных. Тропики не замкнутая система – есть большой энергообмен между тропиками и субтропиками. Для правильного расчета глобальной чувствительности климата  нужны глобальные наблюдения.

Это подтверждается другой статье, опубликованной в начале мая (Murphy 2010). В ней содержится вывод, что небольшие изменения в переносе тепла между тропиками и субтропиками могут сделать тропический сигнал неразличимым. Делается вывод, что чувствительность климата должны быть рассчитана исходя из глобальных данных.

Кроме того, в статье, опубликованной на прошлой неделе, воспроизводится анализ  Линдзена и др. 2009 года и сравнивается с результатом, полученным с использованием данных почти по всему миру (Chung et al 2010). Последний указывает на суммарную положительную обратную связь, и авторы приходят к выводу, что тропический океан не является адекватной областью для определения глобальной чувствительности климата.

Для полноты понимания климата необходимо принимать во внимание весь объем данных. В вопросе чувствительности климата и спутниковых данных требуются глобальные данные, а не только данные по тропикам. Если же взглянуть на вопрос шире, единичный документ также следует рассматривать в контексте всей совокупности рецензируемых научных исследований. Множество работ на основе данных из разных периодов в истории Земли независимо и эмпирически сходятся на согласованном ответе - чувствительность климата составляет около 3 ° C  и подразумевает суммарную положительную обратную связь.

Автор ответа John Cook. Последнее обновление 26 июня 2010 года.

Get It Here or via iBooks.

iPhone

Android

Nokia