Новая модель климата раскрывает роль полярных шапок в климатических катастрофах

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Климат — это сложная симфония, где каждый инструмент играет свою партию, а дирижер — сама природа. Но что, если некоторые инструменты начнут фальшивить? Новое исследование, опубликованное в Nature Communications Earth & Environment, заставляет нас взглянуть на полярные ледниковые щиты не просто как на белые пятна на карте, а как на ключевых игроков в этой симфонии, способных задать совершенно новый, и, возможно, пугающий, тон всему оркестру.

Ледяные гиганты: больше, чем просто куски льда

Мы привыкли думать о ледниковых щитах Гренландии и Антарктиды как о гигантских резервуарах пресной воды, застывшей во времени. Однако, это не просто статичные глыбы льда. Это динамичные системы, живущие своей жизнью, реагирующие на изменения температуры и, в свою очередь, влияющие на всю климатическую систему планеты. Представьте себе: более 99% всего наземного льда Земли сосредоточено именно здесь. Именно эта масса льда, медленно, но верно, тая, способна переписать климатические прогнозы, над которыми бьются лучшие умы человечества.

Климат, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Переломный момент: когда количество переходит в качество

В науке о климате существует понятие «переломных точек» — пороговых значений, после которых система переходит в новое состояние, зачастую необратимо. Представьте себе, что вы наклоняете стакан с водой. До определенного момента вода остается в стакане, но стоит перешагнуть некий предел, и вода хлынет наружу. С климатом происходит нечто подобное. Полярные ледниковые щиты, как выяснилось, обладают одними из самых низких температурных порогов для таких «переломов», и их таяние может запустить цепную реакцию, затрагивающую океанические течения, атмосферную циркуляцию и даже тропические леса.

Индексы общего эффекта (мера доли общей дисперсии, на которую влияет общее число элементов, подвергшихся опрокидыванию, и компонентов, подвергшихся переходу) связей, пороговых значений и временных шкал опрокидывания различных компонентов системы, оцененных при глобальном потеплении на 1,5 °C. Цвет внутренней часовой фигуры показывает дисперсионную значимость неопределенности временной шкалы опрокидывания для данного компонента, а цвет внешнего кольца — значимость неопределенности пороговой температуры. Связи можно классифицировать как дестабилизирующие (стрелка), стабилизирующие (полоса) или неопределенные (круг) на основе их конечной формы (в скобках). Цвет каждого из этих звеньев снова указывает на дисперсионную значимость их неопределенности. На этом графике температурный порог Гренландского и Западно-Антарктического ледяных щитов имеет самые темные цвета и наибольшую дисперсионную значимость. Цитирование: Rosser, J.P., Winkelmann, R. & Wunderling, N. Polar ice sheets are decisive contributors to uncertainty in climate tipping projections. Commun Earth Environ 5, 702 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01799-5
Автор: Rosser, J.P., Winkelmann, R. & Wunderling Источник: www.nature.com
Моделирование будущего: взгляд за горизонт неопределенности

Ученые, используя сложные климатические модели, попытались заглянуть в будущее, рассмотрев два сценария: повышение глобальной температуры на 1,5°C и 4°C по сравнению с доиндустриальным уровнем. Результаты оказались тревожными. Даже при относительно «мягком» сценарии в 1,5°C, изменения в полярных ледниковых щитах вносят существенную неопределенность в прогнозы. А при 4°C мы рискуем пересечь сразу множество климатических «красных линий».

Фактор неопределенности: почему прогнозы так разнятся?

Одна из ключевых проблем климатологии — это неопределенность прогнозов. Слишком много факторов влияют на климатическую систему, и поведение многих из них до конца не изучено. Исследование показало, что именно полярные ледниковые щиты вносят значительный вклад в эту неопределенность. Проще говоря, пока мы не поймем, как будут вести себя эти ледяные гиганты, мы не сможем сделать точный прогноз климатических изменений.

Вставка, показывающая распределение среднего количества опрокинутых элементов и перешедших компонентов при температуре 1,5 °C (а) или 4,0 °C (б) для двух различных сценариев. Первый сценарий — это сценарий «Дисконтированный узел», в котором рассматриваемый узел по-прежнему участвует в динамике системы, но не включается в итоговую сумму. В сценарии «Узел удален» узел полностью удаляется из системы и не может подсказывать или взаимодействовать с другими компонентами. Анализ был повторен для каждого из шести узлов, и на боксплотах представлены распределения полученных результатов. Оранжевая полоса на боксплоте показывает медианное значение, рамка представляет интерквартильный диапазон распределения, а хвосты — полный диапазон. Цитирование: Rosser, J.P., Winkelmann, R. & Wunderling, N. Polar ice sheets are decisive contributors to uncertainty in climate tipping projections. Commun Earth Environ 5, 702 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01799-5
Автор: Rosser, J.P., Winkelmann, R. & Wunderling Источник: www.nature.com
Ключевые игроки климатической сцены: не только лед

Исследование не ограничилось изучением только ледниковых щитов. Ученые также оценили влияние других компонентов климатической системы, таких как арктический морской лед, явление Эль-Ниньо, Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция и даже тропические леса Амазонии. Оказалось, что все эти элементы тесно связаны между собой, и изменение в одном из них может запустить каскад изменений во всей системе.

Доля прогонов, в которых каждый компонент отклонялся или переходил для трех сценариев при температуре 1,5 °C (a) или 4,0 °C (b). Эти сценарии представляют собой контрольные прогоны, в которых все компоненты включены, сценарий, в котором связь AMOC → GIS полностью удалена из динамики, и сценарий, в котором удалена связь GIS → WAIS. a и b показывают изменения в опрокидывании или переходе для каждого компонента в каждом сценарии. c и d показывают процентное изменение среднего числа компонентов, опрокидывающихся или переходящих для каждого сценария. Красные столбики на первом графике в (a) и (b) показывают долю прогонов, в которых данный компонент опрокидывался или переходил при данной температуре в отсутствие связей (рассчитано на основе равномерного распределения используемых порогов и прогонов, переходящих в равновесие). Цитирование: Rosser, J.P., Winkelmann, R. & Wunderling, N. Polar ice sheets are decisive contributors to uncertainty in climate tipping projections. Commun Earth Environ 5, 702 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01799-5
Автор: Rosser, J.P., Winkelmann, R. & Wunderling Источник: www.nature.com
От науки к политике: время действовать

Выводы исследования звучат как тревожный звонок. Учитывая, что, согласно докладу МГЭИК, повышение температуры на 1,5°C в ближайшем будущем «более чем вероятно», необходимо принять предупредительные меры, чтобы избежать самых негативных последствий. Это означает не только сокращение выбросов парниковых газов, но и активное изучение полярных ледниковых щитов, совершенствование климатических моделей и разработку стратегий адаптации к изменяющемуся климату.

В заключение: танец продолжается

Климат — это динамичная система, находящаяся в постоянном движении. И полярные ледниковые щиты играют в этом танце одну из главных ролей. Понимание их поведения — ключ к пониманию будущего нашей планеты. И от того, насколько внимательно мы будем следить за этим танцем, зависит, каким будет это будущее.

1 комментарий

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Белый ромб на синем фоне: что означает новый дорожный знак

На некоторых дорогах в Европе уже можно встретить довольно необычный, особенно для водителей из СНГ, дорожный знак в виде белого ромба на синем фоне. А главное, за нарушение этого знака уже...

Почему виноград не бывает червивым: что мешает паразитам поселиться в ягодах

Виноград — одна из самых популярных ягод, известная и любимая с древнейших времен. Но есть ещё одно важное преимущество винограда, помимо вкуса и основы для вина, — его...

Как прибор для поиска жизни на Марсе нашел в знаменитом метеорите обычный дизель

Группа европейских исследователей установила, что знаменитые «молекулярные окаменелости» в Мурчисонском метеорите имеют чисто земное происхождение. С помощью прецизионного химического анализа...

Как разные виды животных чувствуют время и почему теория «частоты кадров» оказалась ошибкой

Команда когнитивных ученых из Университета Сассекса и Лондонской школы экономики представила принципиально новый подход к изучению того, как животные воспринимают время. В статье, опубликованной в...

Обзор автомобильного холодильника HARPER CBH-145 на 45 литров, питанием от прикуривателя или сети 220В

Лето пришло, а вместе с ним дальние путешествия. Каждое лето с семьей стараемся вырваться на природу или солнечный берег на автомобиле. И если в автомобиле нас спасает климат-контроль, то продукты...

Как пять коров, забытых на острове, подвергли сомнению представление об эволюции

В 1871 году французский фермер по фамилии Эртен высадил пять коров на острове под названием Амстердам, который является крошечным клочком суши площадью около 55 квадратных километров, затерянным на...