ua     ru    Sitemap   Sitemap     | Пошук... |       Сайт відкрито 14.12.2005

Ukraine - Distributed Computing Team

 

 » Навігація 
  Новини
  Новини (Архів)
  Описи проектів
  Опитування
  Архіви

  Форум
  Форум (PDA)

 » Статті 


       Описи проектів 
Начало раздела > Life Sciences

Опубліковано результати реалістичного моделювання глобального потепління в найближчі два століття.



Опубліковано результати реалістичного моделювання глобального потепління в найближчі два століття.


     Уперше побудована реалістична модель еволюції глобального клімату, яка з належною точністю описує дані спостереження за останнє століття. На її підставі передбачені зміни клімату в найближчі два століття.

Еволюція середньорічної температури Землі з 1880 по 2003 роки

Рис. 1. Еволюція середньорічної температури (у градусах), усередненої по поверхні Землі, з 1880 по 2003 роки. За нуль шкали прийнята температура в середині XX століття. Блакитна лінія - спостереження, чорні лінії - результати окремих сеансів моделювання, червона крива - їхні середні значення (зображення зі статті physics/0610109)


     Глобальне потепління стало в останні роки незаперечним фактом. Данні спостережень (див. мал. 1) свідчать про підвищення середньої по планеті температури в порівнянні з кінцем XIX століття більш ніж на півградуса, причому основне зростання прийшлося на останні десятиліття. Є дуже серйозне й обґрунтоване занепокоєння, що істотний внесок у підвищення температури вносить людська активність на планеті.

     Півградуса - величина, здавалося би, дуже невелика, особливо в порівнянні з такими регулярними катаклізмами, як льодовикові періоди, коли середньорічна температура падала на десяток градусів. Але льодовикові періоди наступають і відступають на масштабі тисячоріч, а ці півградуса - за кілька десятків років. Досить підвищити середню температуру на Землі ще на градус, і арктична полярна шапка стане влітку повністю танути. Підвищення температури на 2-3 градуси приведе, як зараз вважається, до глобальних кліматичних змін, наслідки яких будуть не менш драматичними, чим від настання льодовикового періоду. І нарешті, варто пам'ятати, що земний клімат має велику теплову інертність, через що найбільш сильний відгук на антропогенні збурювання наступає не відразу, а через кілька десятків років. Іншими словами, ми тільки зараз вступаємо у фазу найбільш драматичних глобальних змін клімату, які викликані післявоєнним індустріальним сплеском, і півградуса вже зараз - це багато.

     Для передбачення подальшого розвитку ситуації необхідно спочатку чітко виявити причини глобального потепління. Конкретно, потрібно побудувати модель, що за наявним даними про вплив на атмосферу, гідросферу й біосферу змогла б обчислити тенденцію до зміни середньорічної температури й при цьому не суперечити спостереженням. Спроби побудувати таку модель, звичайно, здійснювались неодноразово, але дотепер їхній збіг з реальністю був, у найкращому разі, посередній. Проблема полягає в занадто спрощеному описі атмосферних і гідросферних процесів, а також в обліку занадто малого числа потенційно важливих джерел впливу на клімат.

     На жаль, таке положення речей приводило до сумніву, почасти справедливому, у реалістичності глобальних кліматичних прогнозів. Висловлювалися навіть думки, що глобальне потепління - це міф, вигаданий кліматологами.

     Днями в архіві e-принтів з'явилися дві статті великої групи авторів зі США та Франції, які заслуговують самого уважного вивчення. У першій з них, physics/0610109, описуються деталі розробленої ними кліматичної моделі GISS Model і приводяться результати моделювання глобальних змін клімату з 1880 по 2003 роки. Порівняння цих результатів з даними спостережень дозволяє судити, наскільки реалістично модель описує динаміку земного клімату. У другій статті, physics/0610115, ця ж модель застосуються для передбачення кліматичних змін у найближчі 100-200 років і робляться висновки щодо небезпеки антропогенних впливів.

     У процесі виконаного авторами моделювання вирішувалося, власне кажучи, одне-єдине завдання: як змінюється з часом температура атмосфери під дією ряду факторів. Основні результати моделювання були представлені в статті у вигляді "карт підвищення середньорічної температури". Однак крім цього в рамках тієї ж моделі можна простежити й за зміною кількості середньорічних опадів, швидкості вітрів, покриття льодом океанів і т.д. У статті ці параметри не були відбиті, але їх можна одержати через інтерактивну форму запиту на сайті Dangerous Human-Made Interference Transient Simulations, 1880-2100.

     Запропонована авторами модель полягає в наступному. Вся земна поверхня розбивається на ділянки розміром 4 градуси по широті та 5 градусів по довготі. На кожній ділянці атмосфера моделюється "стопкою" з 20 верств різної товщини, що простягається від поверхні Землі до стратосфери, а якщо ділянка попадає на океан, то аналогічна модель використовується і для гідросфери. Потім будується модель вертикальної й горизонтальної тепло- і газопередачі, і саме головне - модель впливу тих або інших добавок в атмосферу на кількість сонячної енергії, яка надійшла на Землю (тобто не відбитої назад у космос).

     У дослідженні враховувалися десять факторів, дані за якими за проміжок з 1880 по 2003 ріки були зібрані авторами з різних джерел. Вони включали концентрацію в атмосфері основних парникових газів (CO2, N2O, CH4), водяного пару, аерозолів, їхній вплив на утворення хмар, мінливість сонячної активності, зміни, пов'язані із землекористуванням (в основному, зменшення лісового покрову в середніх широтах) і т.п. Варто відзначити, що в статті докладно обговорюється кожний із цих факторів, особливості його моделювання і його вплив на клімат, так що стаття може використовуватися і як довідник щодо методів чисельного моделювання впливів на клімат.

     Цей список, звичайно, не вичерпує всі потенційно важливі фактори, що впливають на земний клімат. Крім цього, сама модель у багатьох аспектах є надзвичайно спрощеною. Наприклад, у ній не враховуються ефекти зворотного зв'язку, які особливо важливі для Північної Атлантики та приарктичних областей (див., наприклад, замітку Роль випадковості в закономірності змін клімату). Все це повинне привести до деяких розбіжностей між результатами моделювання та метеорологічних спостережень. І дійсно, автори відзначають, наприклад, що в їхній моделі кількість опадів над басейном Амазонки становить на 20% менше, а хмарний покрив над центральною Азією й заході США - на 25% менше, ніж у реальності. Ці розбіжності приводять до істотних відхилень клімату в даному регіоні, однак у глобальному масштабі еволюція земного клімату відтворюється цією моделлю дуже добре.

Еволюція середньорічної температури Землі до 2200 р.

Рис. 2. Передбачена еволюція середньорічної температури аж до 2200 року в різних сценаріях економічної діяльності (зображення зі статті physics/0610115)


     У супутній статті physics/0610115 автори застосовують побудовану модель для прогнозування кліматичних змін в XXI столітті. Прогнозування робляться для цілого ряду сценаріїв економічної діяльності майбутнього: сценарії "бізнес як звичайно" (A2 й A1B), ряд сценаріїв зі зниженим викидом парникових газів (B1 й 2-degree-scenario) і, нарешті, так званий "альтернативний сценарій", що відрізняється різким зсувом економіки убік природоохоронних технологій. На мал. 2 наведений один з результатів моделювання: еволюція середньорічної температури в найближчі два століття для зазначених вище сценаріїв економічної діяльності.

     Загальні висновки статті такі:
  • Більше реалістичною оцінкою для початку небезпечних змін варто визнати потепління не на 2-3, а на 1-2 градуси.
  • Антропогенні впливи вже зараз є домінуючим чинником потепління. Якщо економічна ситуація не зміниться, то глобальне потепління на 1 градус відбудеться вже до 2050 року. ДО 2100 року в окремих регіонах температура підвищиться в порівнянні із сьогоднішнім днем на 5-10 стандартних відхилень (під стандартним відхиленням можна в цьому випадку розуміти типову варіацію температури в даному регіоні рік у рік), що безумовно є катастрофічною зміною.
  • Різке зниження викидів парникових газів, у першу чергу вуглекислого газу, втримає подальший ріст температури в XXI столітті в межах одного градуса. Це дозволить істотно пом'якшити силу прийдешніх глобальних кліматичних змін. Навіть у самих уразливих регіонах потепління не буде перевищувати 2 стандартних відхилень.

     Ці висновки, звичайно, не нові, але цього разу за ними стоїть набагато більш серйозне обґрунтування, чим коли-небудь, раніше. На підставі результатів моделювання автори затверджують, що глобальні зміни клімату в найближче століття вже неминучі: "межа, за якою немає повернення", уже пройдена. Однак поки що зберігається можливість утримати ці зміни в помірних рамках.

     Див. також: RealClimate - інформаційний сайт, присвячений обговоренню глобальних кліматичних змін.

     Автор статті: Ігор Іванов, "Елементи"


Дата: Середа, 01 Листопад 2006
Прочитана: 8646 раз

Распечатать Распечатать    Переслать Переслать    В избранное В избранное

Другие публикации
  • Проект "Геном людини" (Human Genome Project)
  • Генетична Революція
  • Проект розшифровки генома рака (The Cancer Genome Atlas, TGCA)
    Повернутися назад

  •  » Положення команди 
    Медико-біологічні
    Correlizer
    47
    DrugDiscovery@Home
    9
    Fightaids@Home
    40
    Folding@Home
    56
    Gpugrid.net
    50
    Help Cure Muscular Dystrophy
    40
    Help Conquer Cancer
    40
    Help Fight Childhood Cancer
    40
    Human Proteome Folding (Phase 2)
    40
    Lattice Project
    20
    Malariacontrol.net
    47
    NRG@home (Najmanovich Research Group)
    26
    Poem@Home
    32
    Ps3grid.net
    50
    RNA World
    47
    Rosetta@Home
    27
    World Community Grid
    40
    Математика
    Abc@Home
    13
    Collatz Conjecture
    75
    EulerNet
    10
    Gimps (Great Internet Mersenne Prime Search)
    29
    Mersenne@home
    78
    NFS@Home (Number Field Sieve)
    55
    OGR-27
    11
    OPTIMA@HOME
    35
    primaboinca
    44
    Primegrid
    40
    Seventeen Or Bust
    16
    Seventeen Or Bust-Sieve
    17
    WEP-M+2 Project (Wanless)
    40
    Криптографія
    DistrRTgen
    68
    Enigma@Home
    52
    RC5-72
    22
    Фізика
    Einstein@Home
    49
    IBERCIVIS
    1
    Leiden Classical
    61
    Lhc@Home
    33
    Magnetism@Home
    2
    Muon1-DPAD
    31
    Spinhenge@Home
    39
    Хімія
    QMC@Home
    44
    Kосмос
    Constellation@home
    51
    Cosmology@Home
    44
    Milkyway@Home
    48
    Orbit@Home
    27
    SETI@Home
    90
    Планета земля
    Climate Prediction
    43
    La Red de Atrapa Sismos
    7
    Quake Catcher Network
    64
    Radioactive@Home
    12
    Virtual Prairie (ViP)
    24
    Штучний інтелект
    FreeHAL@Home
    24
    Neurona@Home
    21
    Інтернет
    Majestic-12
    4
    Рендеринг
    Burp
    34
    Luxrenderfarm@home
    0
    ORE (Open Rendering Environment)
    40
    Ігрові проекти
    Chess960@Home
    95
    sudoku@vtaiwan
    16
    Клікери і трекери
    Marmot Project
    239
    Whatpulse
    83
    Мікс
    AlmereGrid
    24
    Pirates@Home
    9
    Sztaki Desktop Grid
    58
    Yoyo@Home
    37