Igor Leonidovič Karol, Andrej Aleksandrovič Kiselev Klimatické paradoxy. Igor Karol Klimatické paradoxy. Doba ľadová alebo horúčava? Igor Karol Andrej Kiselev

Igor Karol Andrej Kiselev

Veda a mier -

Igor Leonidovič Karol, Andrej Alexandrovič Kiselev

Klimatické paradoxy. Doba ľadová alebo horúčava?

Schválené na publikovanie Vedeckou redakčnou radou projektu „Veda a mier“ Predseda - V. A. Sadovnichy podpredseda - S. N. Derevyanko a I. V. Ilyin Členovia rady: I. A. Aleshkovsky, A. I. Andreev, N. N. Andreev, K. V. Anokhin, E. L. Vartanova. K. S. Derevyanko, B. L. Eremin, Yu. I. Zhuravlev, A. A. Zaliznyak, Yu. P. Zinchenko, Yu. A Zolotov, D. S. Itskovich, A. A. Kamensky, V. P. Karlikov, S. P. Karpov, N. S. Kasimov, P. E. N. Kirnikov, P. E. N. Kirnikov. MM t , Ya. L. Shrayberg, A. Yu Shutov, V. L. Yanin Vedecký a vzdelávací projekt „Science and Peace“ bol založený v roku 2009 Vedúci editor projektu N. Krasinskaya

K čitateľovi

Po druhé, úloha nájsť príčiny zmeny klímy je naliehavejšia ako kedykoľvek predtým. Ak sa spoľahlivo identifikujú mechanizmy, ktoré určujú správanie klimatického systému Zeme, možno úspešne predpovedať budúce klimatické zmeny a možno sa časom podarí tieto zmeny nasmerovať želaným smerom. Lákavé? Samozrejme, však... Existuje mnoho tém, ktoré sú predmetom veľkého záujmu verejnosti a v ktorých sa väčšina ľudí považuje za znalých. Hovorí sa, že každý zo 190 miliónov Brazílčanov má v hlave svoju vlastnú verziu neporaziteľného národného futbalového tímu a každý Talian si je istý, že len on pozná ten „najsprávnejší“ recept na výrobu pizze. Samozrejme, nie každý hovorí o príčinách zmien v modernej klíme, ale astronómovia a geografi, matematici a historici... úradníci a jasnovidci poskytnú „čerstvý pohľad“ na problém. Téma je populárna najmä medzi geológmi. Samozrejme, klimatológovia nemajú výhradné právo formulovať hypotézy o prameňoch mechanizmov meniacich klímu. Akákoľvek hypotéza však musí byť nielen formulovaná, ale aj podložená faktami a výpočtami a nesmie byť v rozpore s existujúcimi základmi klimatológie. Žiaľ, odborníci v príbuzných odboroch, čo je celkom pochopiteľné, „nedržia prst na tepe“ najnovších výskumov v oblasti klimatológie a meteorológie, v dôsledku čoho sú ich „astronomické“ či „geologické“ teórie nevyhnutne zakorenené v oblasti činnosti autora a pre teórie posilňovania sa vyberajú len údaje z monitorovania, ktoré sú s nimi v súlade. Zámerne neprispôsobujeme ani nepredkladáme takéto teórie, berúc do úvahy skúsenosti starých ľudí, ktorí sa rozhodli zabudnúť na Herostrata...

Po tretie, naša kniha rezonuje so „spravodlivou prácou“ mnohých novinárov a umelcov. Verejný záujem o problém klimatických zmien vedie k zodpovedajúcemu návrhu. A teraz, na vrchole tohto záujmu, sa objavuje niekoľko katastrofických filmov a existuje nespočetné množstvo televíznych programov a článkov v tlačených médiách. Kvalifikované hodnotenia špecialistov sú zároveň vnímané nenútene, bez veľkých emócií a zostávajú takmer nepovšimnuté. Ale čím smiešnejšia je „teória“ vyjadrená, tým väčšie je vzrušenie v tlači. Je jasné, že tu prevláda zásada „peniaze nevoňajú“. Ale ľudia v našej krajine, tradične zvyknutí dôverovať tlačenému slovu, sú tým vážne poškodzovaní. Niektorí berú takéto publikácie ako nominálnu hodnotu, niektorí naopak strácajú dôveru a vytvárajú si nestranný názor na „vedcov“, ktorí hovoria úplné nezmysly, niektorí, keď sa oboznámili s dvoma alebo tromi protichodnými absurditami, prestanú sa o problém zaujímať. vôbec („nech sa najprv dohodnú medzi sebou a potom dajú rozhovor“). Je tiež zrejmé, že tok takýchto špekulatívnych opusov vedie k nevyhnutnému poklesu už aj tak nízkej prestíže vedy a jednoducho vedomostí v Rusku.

A napokon, napriek množstvu „malých“ publikácií venovaných klimatickým zmenám (poznámky, rozhovory, články atď.), kníh na túto tému je... nedostatok. Menovite knihy, pretože len v knižnej podobe je možné poskytnúť čitateľovi potrebné množstvo informácií a pokryť celú spleť interakcií procesov, ktoré ovplyvňujú klímu našej planéty.

Na základe vyššie uvedených motívov sme sa v tejto knihe pokúsili povedať „pravdu, celú pravdu a nič iné ako pravdu“ o modernej klíme Zeme, javoch, ktoré klímu formujú, trendoch v jej zmene, vplyve o stave prírodného prostredia v rôznych sférach ľudskej činnosti, o tom, ako skôr klíma sa v blízkej budúcnosti zmení a ako to ovplyvní náš každodenný život. Nenájdete v nej prehnané senzácie a príbehy o nových základných zákonoch porovnateľných významom napríklad so zákonom univerzálnej gravitácie. Dozviete sa však o míľnikoch vo vývoji klimatológie, ako aj o mnohých zaujímavých faktoch, ktoré sa udiali na jej historickej ceste.

Andrej Kiselev, Igor Karol.
Andrej Kiselev
Igor Karol

Igor Leonidovič Karol, Andrej Aleksandrovič Kiselev Klimatické paradoxy. Doba ľadová alebo horúčava?

K čitateľovi

Naša kniha je venovaná modernej klíme Zeme. V posledných rokoch sa na túto tému napísalo veľa. A preto je otázka o vhodnosti nového prístupu k nemu logická. Uveďme nasledujúce argumenty v prospech toho, že dnes musíme my, klimatológovia, napísať knihu. Po prvé, klíma sa mení, a to dosť intenzívne. Potvrdzujú to nielen naše subjektívne vnemy, ale aj údaje z pozorovania (monitorovanie, vrátane satelitu) získavané nepretržite. Počet prírodných katastrof rastie. Tieto zmeny sa vyskytujú okolo nás, v prostredí, v ktorom žijeme, a preto sa priamo dotýkajú každého, čo znemožňuje zaujať pohodlnú pozíciu vonkajšieho pozorovateľa. Aby sme použili jazyk kapitána Zheglova, máme tu „lásku so záujmom“... Po druhé, úloha nájsť príčiny klimatických zmien je naliehavejšia ako kedykoľvek predtým. Ak sa spoľahlivo identifikujú mechanizmy, ktoré určujú správanie klimatického systému Zeme, možno úspešne predpovedať budúce klimatické zmeny a možno sa časom podarí tieto zmeny nasmerovať želaným smerom. Lákavé? Samozrejme, však... Existuje mnoho tém, ktoré sú predmetom veľkého záujmu verejnosti a v ktorých sa väčšina ľudí považuje za znalých. Hovorí sa, že každý zo 190 miliónov Brazílčanov má v hlave svoju vlastnú verziu neporaziteľného národného futbalového tímu a každý Talian si je istý, že len on pozná ten „najsprávnejší“ recept na výrobu pizze. Samozrejme, nie každý hovorí o príčinách zmien v modernej klíme, ale astronómovia a geografi, matematici a historici... úradníci a jasnovidci poskytnú „čerstvý pohľad“ na problém. Téma je populárna najmä medzi geológmi. Samozrejme, klimatológovia nemajú výhradné právo formulovať hypotézy o prameňoch mechanizmov meniacich klímu. Akákoľvek hypotéza však musí byť nielen formulovaná, ale aj podložená faktami a výpočtami a nesmie byť v rozpore s existujúcimi základmi klimatológie. Žiaľ, odborníci v príbuzných odboroch, čo je celkom pochopiteľné, „nedržia prst na tepe“ najnovších výskumov v oblasti klimatológie a meteorológie, v dôsledku čoho sú ich „astronomické“ či „geologické“ teórie nevyhnutne zakorenené v oblasti činnosti autora a pre teórie posilňovania sa vyberajú len údaje z monitorovania, ktoré sú s nimi v súlade. Zámerne takéto teórie nezosobňujeme ani nepredkladáme, pamätajúc na skúsenosti starých ľudí, ktorí sa rozhodli zabudnúť na Hérostrata... Po tretie, naša kniha je rezonanciou „spravodlivých diel“ mnohých novinárov a umelcov. Verejný záujem o problém klimatických zmien vedie k zodpovedajúcemu návrhu. A teraz, na vrchole tohto záujmu, sa objavuje niekoľko katastrofických filmov a existuje nespočetné množstvo televíznych relácií a článkov v tlačených médiách. Kvalifikované hodnotenia špecialistov sú zároveň vnímané nenútene, bez veľkých emócií a zostávajú takmer nepovšimnuté. Ale čím smiešnejšia je „teória“ vyjadrená, tým väčšie je vzrušenie v tlači. Je jasné, že tu prevláda zásada „peniaze nevoňajú“. Ale ľudia v našej krajine, tradične zvyknutí dôverovať tlačenému slovu, sú tým vážne poškodzovaní. Niektorí berú takéto publikácie ako nominálnu hodnotu, iní, naopak, strácajú dôveru a vytvárajú si nestranný názor na „vedcov“, ktorí hovoria úplné nezmysly; iní, ktorí sa oboznámili s dvoma alebo tromi protichodnými absurditami, prestanú sa o problém zaujímať. vôbec („nech sa najprv dohodnú medzi sebou a potom dajú rozhovor“). Je tiež zrejmé, že tok takýchto špekulatívnych opusov vedie k nevyhnutnému poklesu už aj tak nízkej prestíže vedy a jednoducho vedomostí v Rusku. A napokon, napriek množstvu „malých“ publikácií venovaných klimatickým zmenám (poznámky, rozhovory, články atď.), kníh na túto tému je... nedostatok. Menovite knihy, pretože len v knižnej podobe je možné poskytnúť čitateľovi potrebné množstvo informácií a pokryť celú spleť interakcií procesov, ktoré ovplyvňujú klímu našej planéty. Na základe vyššie uvedených motívov sme sa v tejto knihe pokúsili povedať „pravdu, celú pravdu a nič iné ako pravdu“ o modernej klíme Zeme, javoch, ktoré klímu formujú, trendoch v jej zmene, vplyve o stave prírodného prostredia v rôznych sférach ľudskej činnosti, o tom, ako skôr klíma sa v blízkej budúcnosti zmení a ako to ovplyvní náš každodenný život. Nenájdete v nej prehnané senzácie a príbehy o nových základných zákonoch porovnateľných významom napríklad so zákonom univerzálnej gravitácie. Dozviete sa však o míľnikoch vo vývoji klimatológie, ako aj o mnohých zaujímavých faktoch, ktoré sa udiali na jej historickej ceste.

Poďakovanie

Sme vďační zamestnancom Hlavného geofyzikálneho observatória pomenovaného po ňom. A.I. Voeikova kandidátom fyzikálnych a matematických vied Jurijovi Edvinovičovi Ozolinovi a Elene Ivanovne Khlebnikovej, ktorí sa stali prvými čitateľmi a sympatickými kritikmi nášho rukopisu.
V knihe sú použité ilustrácie zo správ Medzivládneho panelu o zmene klímy z rokov 2001 a 2007. (http://www.ipce.ch/) a Správa o klimatických charakteristikách v Ruskej federácii za rok 2010 (http://www. meteorf.ru/).

Prvá kapitola Keď hovoríme „klíma“, myslíme tým „počasie“

Neobviňujte počasie – ak by sa nezmenilo, deväť z desiatich ľudí by nedokázalo začať ani jeden rozhovor.

Podnebie v Írsku je úžasné, ale počasie to ničí.

Počasie a klíma: aký je medzi nimi rozdiel

Dlho sa poznamenalo: ak potrebujete udržiavať konverzáciu, ale ako šťastie, nemôžete nájsť tému - hovorte o počasí. Je to obojstranne výhodná možnosť: koniec koncov, všetci prítomní majú záujem a do určitej miery aj informovaní. V posledných rokoch sa mnohonásobne zvýšil záujem ľudí o tento faktor, ktorý do značnej miery určuje našu existenciu, na čo sú celkom objektívne predpoklady. Po prvé, ešte donedávna ľudia vnímali počasie ako danosť zhora, nezávislú od svojej vôle a nútiacu sa mu prispôsobiť. Ale dnes, najmä vďaka skutočnému prelomu v oblasti výpočtovej techniky a satelitných pozorovaní, má ľudstvo možnosť komplexne študovať procesy vzniku počasia a klímy, príčiny ich zmien a tiež do istej miery, aj keď zanedbateľne malej, ovplyvňovať tieto procesy (napríklad zamedzenie zrážok počas osláv mestských dní v Moskve a Petrohrade). Po druhé, prudko vzrástol počet ľudí, ktorí podnikajú dlhé cesty – obchodné, turistické atď.. Mimochodom, len v rokoch 2010 a 2011. Zahraničné plavby uskutočnilo asi 12, respektíve 14,5 milióna, teda každý dvanásty z našich krajanov. Aby sa cestujúci vyhol nepríjemným prekvapeniam, musí korelovať svoj program a vybavenie s poveternostnými podmienkami v cieľovej destinácii. Po tretie, informácie nazhromaždené počas výskumu naznačujú, že klíma sa mení, navyše rýchlosť jej zmien v 20. storočí. boli bezprecedentne vysoké. Posledná okolnosť sa stala predmetom vážnych obáv a dnes o klíme nehovoria len leniví. S poľutovaním však musíme konštatovať zjavný rozpor medzi dôležitosťou problému (hovoríme predsa o „zdraví“ nášho životného prostredia!) a ľahkosťou úsudku a niekedy aj nekompetentnosťou, ktorú mnohí ľudia, vrátane veľmi renomovaných publikácií a televíznych kanálov, sú vinní, keď o tom diskutujeme. K „rozohriatiu“ záujmu o tento problém výrazne prispelo aj „horúce leto 2010“. Takmer každý deň priniesol na európske územie Ruska rekordné teploty: +38,9 °C – 28. jún vo Voroneži; +35,5 °C – 21. júla v Tule; +38,1 °C – 27. júla v Orli; 28. júla padol moskovský rekord, ktorý sa držal od roku 1981 – teraz je +38,2 °C. A 12. júla kalmycká meteostanica Utta zaznamenala maximálnu teplotu za celé obdobie pozorovania v krajine +45,4 °C. V Petrohrade rekord stál, no sklenená Peace Tower, ktorú venovalo Francúzsko k 300. výročiu mesta, od horúčav praskla. Nie je prekvapujúce, že v tomto období sa všade hovorilo o „globálnom otepľovaní“. Medzitým nie je dôvod považovať takmer dvojmesačné sparné horúčavy za zjavný dôkaz globálneho otepľovania, než povedzme vopred vyhlásiť šampióna tímu, ktorý vyhral prvých päť zápasov z plánovaných päťdesiatich. Paradox? Vôbec nie! Faktom je, že v každodennom živote sa pojmy „počasie“ a „klíma“ často stotožňujú, ale to je nesprávne. Aby sme trochu voľne parafrázovali najznámejšieho ruského špecialistu v oblasti geofyziky, akademika A.S. Monina, môžeme definovať podnebie Ako súhrn všetkých poveternostných podmienok pozorovaných v určitej oblasti počas určitého dlhého časového obdobia. Okrem toho môže byť takýmto „špecifickým územím“ buď samostatný región (napríklad Vologda), alebo celá západná Sibír alebo Južná Amerika, ako aj celý svet. Ale aj školák vie: na severe je zima v zime, na juhu v lete horúco, v trópoch teplo a dážď a po celý rok sneh a ľad v polárnych oblastiach. Preto diskusiou o klíme relatívne malého regiónu v globálnom meradle môžeme získať celkom úplné pochopenie jeho charakteristických čŕt a charakteristík. Opis kontinentálnej a najmä globálnej klímy je však nevyhnutne spojený so stratou mnohých odtieňov (napríklad priemerná ročná priemerná teplota vzduchu na zemeguli na povrchu, vypočítaná s prihliadnutím najmä na antarktické a tropické teploty, je porovnateľná s priemernou teplotou v nemocnici) a je vhodná len na štúdium najvšeobecnejších vzorcov klímy na našej planéte. Vyššie uvedená definícia klímy obsahuje dosť nejasný údaj o období pozorovania. Aké časové obdobie by sa skutočne malo považovať za „dlhé“ - mesiace, roky, desaťročia? Nemalo by byť príliš krátke, odvtedy sa zmena ročných období a abnormálne horúci (alebo studený) rok budú musieť považovať za klimatické zmeny, aj keď mnohé predchádzajúce a nasledujúce roky boli takmer normálne. Na druhej strane, využitie dostatočne dlhého časového úseku (napríklad storočie) je tiež sotva možné, už len z dôvodu nedostatku rozsiahlej siete staníc, ktoré by v takomto období vykonávali denné merania po celom svete. Optimálna voľba je preto niekde uprostred.

Podľa odporúčaní Svetovej meteorologickej organizácie (WMO) sa za optimálne obdobie považuje 30 rokov a za súčasný stav klímy sa považuje jej priemerný stav za roky 1961–1990.

Prečo sa odpočítavanie do dnešného dňa vykonáva presne do už vzdialeného roku 1990, a napríklad nie do roku 2000 alebo 2010, má čitateľ právo sa opýtať. V pomerne konzervatívnej WMO sa tradične verí, že nie je vhodné meniť hranice zvoleného intervalu pred jeho skončením (napríklad je neprípustné informovať futbalistov v polčase zápasu, že druhý polčas sa bude hrať podľa pravidlám basketbalu alebo hokeja). Existuje na to istý dôvod: výsledky rôznych štúdií sú zredukované na jeden „menovateľ“, ktorý je každému dobre známy a je vhodné ich porovnávať a analyzovať. Takže objavenie sa nových hraníc tridsaťročného obdobia oficiálne odporúčaného WMO bude musieť počkať do roku 2020, hoci vo vedeckých periodikách už existujú práce, v ktorých sa obdobie 1980–2010 považuje za „štandardné“ obdobie. Voľba časového obdobia so sebou nepochybne nesie prvok svojvôle: prečo práve 30 rokov? Od Medzinárodného geofyzikálneho roku, ktorý sa konal pod záštitou OSN v roku 1957, svetové spoločenstvo podniklo úspešné kroky k vytvoreniu a rozvoju celosvetového systému monitorovania životného prostredia, vrátane pravidelného sledovania meteorologických prvkov – teploty vzduchu, atmosférického tlaku, rýchlosti a smeru vetra. , zrážky a pod. - nielen pri zemi, ale aj vo výškach. V čase prijatia vyššie uvedeného odporúčania teda už existovala celkom kompletná banka meteorologických údajov, ktorá pokrývala približne tridsaťročné obdobie meraní. Keď dáte voľnú ruku svojej fantázii, môžete porovnať klímu s hrubým trhacím kalendárom určeným na 30 rokov, kde každý list zodpovedá počasiu v deň, ktorý je na ňom uvedený.
Vychádzajúc z tejto definície, unáhlené závery obyčajných ľudí vyčerpaných na slnku („Toto je globálne otepľovanie a potom to bude ešte horšie!“) alebo chvejúcich sa v 30-stupňovom mraze na autobusovej zastávke („A hovoria o nejaký druh globálneho otepľovania?!“) pripíšeme si to na nával emócií a... celkom odpustiteľnú neschopnosť. V týchto poznámkach si všimnite, že hlavným slovom je „otepľovanie“ (tu a teraz!) a definícia „globálny“ sa pridáva bez rozmýšľania podľa zakoreneného verbálneho klišé. V ústach špecialistu sú však obe tieto slová rovnako dôležité. V roku 2010 polovice júla teplota vzduchu v Moskve prekročila priemernú klimatickú teplotu (t.j. priemer v júli za 30 rokov) o 7,8 °C - to je veľa, ale... Získať „júlový dodatok“ do Moskvy priemerný ročný teplotu, musíte ju vydeliť počtom mesiacov v roku (7,8 °C: 12 = 0,65 °C). Ak chceme nájsť podiel tohto „júlového prírastku“ v globálne priemernú ročnú teplotu, budeme musieť opäť deliť - teraz počtom meteorologických staníc roztrúsených po celom svete, rátajúcich sa v tisícoch, a vo výsledku bude tento podiel zanedbateľný. Merania zároveň ukázali nárast globálnej priemernej ročnej teploty – tej istej, ktorá je podobná „nemocničnému priemeru“ – od začiatku 20. storočia. do súčasnosti približne o 0,7 °C (obr. 1), čo znamená, že na väčšine meteorologických staníc prevádzkovaných v minulom storočí bol zaznamenaný trvalý nárast teploty. Osobitne si všimnime: je to väčšina, pretože na zemeguli sú oblasti, v ktorých nedošlo k trvalému nárastu priemernej ročnej teploty, hoci priemerná ročná teplota na celom svete v priemere stúpala.

Ryža. 1. Zmena priemernej ročnej globálnej povrchovej teploty vzduchu v porovnaní s priemerom za roky 1961–1990. Priemerná krivka, kruhy – hodnoty jednotlivých rokov

Zhrňme si, čo bolo povedané. Za posledné storočie sa priemerná ročná teplota na povrchu Zeme v niektorých geografických polohách zvyšovala rýchlejšie, v iných pomalšie a niekedy dokonca klesala. Tento rast nebol monotónny: po niekoľkých rokoch zvyšovania sa teplota mohla znížiť, potom opäť zvýšiť atď. (obr. 2). Keď sa však zhromaždili všetky údaje o priemerných ročných teplotách „na zemi“ a z nich sa zistila priemerná ročná teplota - priemer na celom povrchu zemegule, ukázalo sa, že sa výrazne zvýšil. A tento jav (a iba tento!) klimatológovia nazývajú „globálne otepľovanie“.

Ryža. 2. Priemerné ročné anomálie povrchovej teploty vzduchu (°C) pre ruské regióny za roky 1936–2010. spriemerované krivky; priamky znázorňujú rýchlosť nárastu teploty v období 1976–2010.
Teraz sa opäť vráťme k rečiam o počasí. Takmer určite bude obsahovať „láskavé“ slová adresované predpovedateľom počasia. Podľa neznámeho vtipu je „prognostik počasia človek, ktorý robí chyby len raz, ale každý deň“. Pripomína ho aj známy Alain Sheffield: „Meteorológia je vedecký základ pre nesprávne predpovede.“ Možno sa obmedzíme len na tieto dva úsudky, hoci na tú istú tému hovorili takí šikovní ľudia ako Oscar Wilde, Mark Twain, Jerome Klapka Jerome, Stanislav Jerzy Lec. Samozrejme, každý sa stal obeťou neúspešných predpovedí počasia a tento pohár neprešiel ani autorom tejto knihy. Táto okolnosť nám však nezabráni povedať pár slov na obranu ľudí, ktorí každý deň usilovne zbierajú, spracúvajú a analyzujú prevádzkové meteorologické informácie, aby nám v pravý čas povedali, aké prekvapenia môžeme očakávať od počasia v najbližšom období. budúcnosti. Začnime banálne: predpovede počasia sú neporovnateľne presnejšie ako tie chybné. Nepriamym uznaním tejto skutočnosti je, že aj po neúspešných prognózach prejavujeme záujem o ďalšiu a často podľa nej plánujeme svoje akcie. Priznajte sa, urobili by ste to, keby šťastie sprevádzalo synoptické orákulum len v jednom či dvoch prípadoch z desiatich? Ďalšia myšlienka s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobí úprimné zmätok čitateľa: absolútne správna predpoveď je spotrebiteľom často vnímaná ako chybná. A preto. Zvyčajne sa predpoveď uvádza pre pomerne veľké oblasti - mestá, regióny alebo veľké oblasti. Samozrejme, ak je súvislá oblačnosť, je problematické pomýliť sa o bezprostrednej perspektíve danej oblasti. Čo ak sú na oblohe mraky – všetko je v neporiadku a nie je ich dosť pre každú dedinu? Ako v tomto prípade zareagujú obyvatelia obce „A“ a susednej obce „B“, ktorým nepršalo, na predpoveď „dážď“? Rôznymi spôsobmi... Má spotrebiteľ vždy pravdu? Je nepravdepodobné, že v dohľadnej dobe bude mať niekto z nás šancu vypočuť si takúto predpoveď: „Zajtra v Krivokolennom pruhu v meste N-ska bude od 15:00 husto pršať. 34 min. do 17:00 hod. 18 minút." Bohužiaľ, takáto bodová predpoveď je snom. Prognostici však z času na čas robia chyby. Skúsme prísť na to, prečo. Existujú tri rôzne prístupy k tvorbe prognózy. Prvý z nich je založený na riešení sústavy diferenciálnych rovníc. Rovnice sú také zložité, že je prakticky nemožné získať ich presné riešenie. Počítače pomáhajú a umožňujú, za cenu určitých zjednodušení, nájsť riešenie „blízko pravde“. V druhom prístupe je predpoveď založená na zručnosti a skúsenosti konkrétneho prognostika, ktorý analýzou máp aktuálneho (nameraného) stavu najdôležitejších meteorologických veličín („prediktorov“) a ich premenlivosti urobí svoj „verdikt“. .“ Tretí prístup je „primitivistický“. V trochu zjednodušenej forme je jeho podstata nasledovná. Na meteorologických staniciach sa niekoľkokrát denne meria množstvo charakteristík: teplota, vlhkosť vzduchu, atmosférický tlak, rýchlosť a smer vetra, oblačnosť a pod.. Potom sa všetky prijaté údaje archivujú (novšie sa zadávajú do výkonného počítača - nie len aktuálne, ale datované o niekoľko desaťročí skôr). Na vytvorenie predpovede na nasledujúci deň počítač prechádza všetkými dostupnými možnosťami v archíve a hľadá zhodu v meteorologických charakteristikách, ktoré sa vyskytujú v aktuálny deň. Pri dostatočne rozsiahlom archíve sa takáto zhoda určite nájde. Predpokladajme, že sa zhodujú meteorologické charakteristiky 4. júla 2012 a 18. júna 1982. Z archívu vyťahujeme údaje k 19. júnu 1982 a predpoveď na 5. júl 2012 je hotová! Myšlienka tretieho prístupu nie je nová, ale jej implementácia bola možná až po zavedení vysokorýchlostných výpočtových systémov, pretože človek nemôže rýchlo triediť desiatky tisíc súborov denných údajov. Hoci vo všeobecnosti možno ľudové znamenia považovať za predchodcu tretieho prístupu. Najmenší problém spôsobuje predpovedacom počasia situácia, keď v regióne dominuje cyklóna alebo najmä tlaková níž (oblasť nízkeho a vysokého tlaku). Oveľa menej istá je situácia, v ktorej si ekvivalentný cyklón a anticyklón navzájom konkurujú; ak sa táto rivalita dlho vlečie, stane sa úplne škaredým. V druhom prípade sa počasie môže zmeniť aj niekoľkokrát v priebehu jedného dňa. No povedzte mi, kde sa môže chudák predpovedať počasie ukryť pred spravodlivým hnevom ľudí? Intuícia profesionála, vyvinutá rokmi, môže situáciu čiastočne zachrániť. Ďalším zdrojom synoptických chýb je dlhá prípravná doba predpovede. Prax ukázala, že predpoveď na tri dni častejšie zodpovedá realite, predpoveď na 5–7 dní – je možné, že sa splní, ale predpovedi na 10 a viac dní môže dôverovať len ten, kto je neochvejne presvedčený o výnimočnom dare jasnovidectva medzi zamestnancami Hydrometeorologického centra.
Situáciu s predpovedaním si ilustrujme na príklade streľby na cieľ (obr. 3). Pri výstrele sa trajektória strely nevyhnutne odchýli od priamky spájajúcej hrot zbrane a stred terča - bod „0“. Pokiaľ je cieľ umiestnený dostatočne blízko, guľka stále zasiahne jeho rozmery. Keď sa však terč vzďaľuje od strelca, vzdialenosť medzi miestom, kde guľka zasiahne cieľ, a bodom „0“ sa zväčší a v určitom bode guľka cieľ minie. Teraz si predstavme, že tri zobrazené ciele sú skutočné poveternostné podmienky, ktoré nastanú o 1, 5 a 10 dní, a dráha guľky je predpoveď urobená dnes na základe údajov zo včerajších meraní. S narastajúcou dobou prípravy predpovede sa chyby obsiahnuté v samotnej predpovedi hromadia do desiateho dňa a jej kvalita rýchlo klesá.

Ryža. 3. Ilustrácia závislosti stupňa presnosti predpovede od jej načasovania

Podľa praktizujúcich predpovedí počasia je 15 dní maximálne obdobie, na ktoré teoreticky je dovolené dávať predpoveď (v tomto prípade hovoríme o európskom území Ruska. Na iných miestach s viac-menej stabilným počasím môžu byť tieto obdobia odlišné, ale na Maldivách zostáva rovnaká teplota takmer po celý rok - okolo +28 °C a miestni obyvatelia vôbec nepotrebujú predpoveď počasia...).

Prečo práve 15 dní? Dôkladné zdôvodnenie tohto tvrdenia vyžaduje znalosť základov mechaniky tekutín. Nezachádzajme do detailov a opäť sa uchýlime k analógii. Každý z nás pri pohľade na letiace lietadlo videl za ním vlečúcu sa stopu pozostávajúcu zo splodín horenia v leteckých motoroch. Spočiatku sa takáto stopa javí ako jasná čiara, ale čoskoro sa čiara začne rozmazávať a po niekoľkých minútach úplne zmizne z dohľadu. V okamihu výstupu z dýzy lietadla sa všetky častice produktov spaľovania v podstate ďalej pohybujú rovnakou rýchlosťou a rovnakým smerom, čím sa pohybujú usporiadane. Potom sa však tieto novo prichádzajúce častice v atmosfére, vystavené úplne neusporiadaným turbulentným tokom, zmiešajú s časticami vzduchu v pozadí a oblak prestane existovať. Existuje mnoho dôvodov pre výskyt turbulentných pohybov, napríklad nerovnomernosť a heterogenita zemskej topografie, lesné požiare a pod. že tieto nehrajú významnú úlohu v atmosférickej cirkulácii. Vzhľadom na usporiadané rýchlosti prúdenia vzduchu v atmosfére je usporiadaný pohyb zničený turbulenciou približne za rovnakých 15 dní. A predpovedať správanie výsledného chaotického pohybu je márna úloha. Keď sa vrátime k počasiu na európskom území Ruska, poznamenávame, že tento región sa vyznačuje pravidelnou inváziou vzdušných hmôt zo západu, z Atlantického oceánu. Ak sa nad územím západnej Európy pohybuje vzduchová masa, ohrieva sa a „vysychá“. Ak jeho trasa vedie cez Škandináviu (1) alebo Stredozemné more (2), stáva sa vlhkejším a chladnejším (v prvom prípade) alebo vlhkejším a teplejším (v druhom). Typická situácia pre európske územie Ruska je, keď sa jedna takáto masa „ponáhľa nahradiť inú a dáva“ konkurentovi 2–4 dni. Všetko vyššie uvedené platí pre predpoveď počasia. A čo predpoveď klímy? Predvídame výčitku pozorného čitateľa: „Ak „oni“ polovičato predpovedajú počasie na zajtrajšok, naznačte, že sú úplne bezmocní predpovedať ho ani na mesiac, čo potom môžeme povedať o obdobiach počítaných na roky a desaťročia!

Predvídať zmenu klímy je teda v niektorých smeroch jednoduchšie ako predpovedať zmeny počasia. Všetky javy vyskytujúce sa vo vzduchu, vo vode a na zemskom povrchu prísne podliehajú prírodným zákonom, z ktorých mnohé sú nám dobre známe. A preto, ak urobená predpoveď nie je v rozpore so žiadnym z týchto zákonov, má veľmi dobrú šancu na realizáciu. Upozorňujeme, že na rozdiel od predpovede počasia v tomto prípade nehovoríme o realizácii predpovede do konkrétneho dátumu. To, čo sa predpovedá, sa môže stať o niekoľko rokov skôr, alebo naopak neskoro, ale určite sa to stane!

Vysvetlime si túto tézu na jednoduchom príklade. Chlapci spustili po rieke dva člny (obr. 4). Prvý z nich, ktorý sa ocitol uprostred rieky, bez prekážok nasledoval po prúde do podmieneného bodu „A“, zatiaľ čo druhý sa pribil k potoku, potom spadol do víru a až potom, oveľa neskôr ako prvý, dosiahol rovnaký bod „A“. Ale dosiahol som to!

Ryža. 4. Ilustrácia otázky úspešnosti klimatických predpovedí
Keď hovoríme o prognózach klimatických zmien, je potrebné spomenúť dva dôležité aspekty. Po prvé, existujú termíny, pre ktoré je v zásade možné takéto prognózy robiť na základe informácií o stave klímy dnes a v minulosti (klimatológovia v tomto prípade hovoria o predvídateľnosť klíma). Je jasné, že niekoľko desaťročí dobre zapadá do takýchto časových limitov, ale ťažko reálne odhadnúť, aká bude klíma v 4. tisícročí. Predvídateľnosť klímy samozrejme závisí od toho, ako presne poznáme jej počiatočný stav ( predvídateľnosť prvého druhu) a vonkajšími vplyvmi naň počas obdobia, na ktoré sa vzťahuje prognóza ( predvídateľnosť druhého druhu). Na ilustráciu toho, čo bolo povedané, porovnajme predvídateľnosť klímy so zmenou stavu financií určitého podnikateľa v priebehu nasledujúcich troch mesiacov. Veľkosť jeho bankového účtu za tri mesiace bude určená sumou na jeho účte dnes, t. j. v počiatočnom bode (analóg predvídateľnosti typu I), ako aj príjmami a výdavkami v týchto troch mesiacoch, plánovanými aj , možno neočakávané. Spravidla nie je ťažké vypočítať plánované operácie, horšie je to vtedy, keď nastanú neplánované („vonkajšie“) okolnosti (analóg predvídateľnosti typu II). Dôsledky takýchto vonkajších okolností môžu byť buď malé a krátkodobé, alebo významné, vedúce k bankrotu. Keď skutočne predpovedáme zmenu klímy, vždy vieme približné počiatočný stav a o mnohých budúcich vonkajších vplyvoch nevieme nič. Nedá sa napríklad predpovedať, kde, kedy a aké silné budú sopečné erupcie v roku 2020. Tu sa dostávame k druhému dôležitému aspektu: prognóza je hodnotením klimatických zmien pod vplyvom „nenáhodných“ procesov ( „výpočet plánovaných operácií“ vo vyššie uvedenom príklade). Náhodné procesy však môžu tento odhad výrazne skresliť! A tu prichádza na pomoc matematická štatistika. Najmä, pokračujúc v príklade sopečných erupcií, berieme na vedomie dostupnosť databáz obsahujúcich informácie o ich ročnom množstve, umiestnení, veľkosti a chemickom zložení sopečných emisií, ako aj hodnotenia vplyvu týchto emisií na klímu, predovšetkým na ovzdušie. teplota. Potom, za predpokladu, že sopečná aktivita v roku 2020 bude blízka priemeru za posledné desaťročia, môžeme urobiť úpravy v hodnotení budúcich klimatických zmien. V skutočnosti však bude sopečná činnosť v roku 2020 pravdepodobne trochu odlišná od tohto priemeru.

Preto je každá klimatická predpoveď hodnotením pravdepodobne zmena podnebia. Pre predstavu o menej pravdepodobných, ale celkom možných odchýlkach od takéhoto hodnotenia sú súčasne uvedené limity chýb klimatickej predpovede.

Samozrejme, je príliš skoro na to, aby sme porazili kotlíky – pravdepodobnosť, že klimatická predpoveď bude nesprávna, je dosť vysoká. Po prvé, ako vieme, je ľudskou prirodzenosťou robiť chyby. Môže podceňovať alebo preceňovať rozsah javu alebo jeho intenzitu, alebo jednoducho „stratiť“ nulu vo svojich výpočtoch. Po druhé, pozoruhodný francúzsky matematik Pierre Laplace raz povedal: „To, čo vieme, je obmedzené, ale to, čo nevieme, je nekonečné.“ Preto neznalosť niektorých zákonov prírody v súčasnej fáze vývoja vedy môže dočasne viesť nás k nesprávnym záverom. Pri tom všetkom je potrebné pochopiť, že úspešné predpovedanie klimatických zmien má mimoriadny význam, keďže už dnes sa prijímajú mnohé ekonomické a politické rozhodnutia s ohľadom na ich očakávaný stav. Dúfame teda, že ste pocítili rozdiel medzi pojmami „počasie“ a „klíma“. Nechajme starosti s poveternostnými podmienkami na Hydrometeorologické centrum a pokračujme v našom príbehu o klíme.

Druhá kapitola Systém, bez ktorého nemôžeme žiť

Príroda pôsobí vo všetkom postupne a viac tajne ako otvorene. Vzťahy a vplyvy sú tu hlbšie a jednoduchšie, ako sa zdá vo svojej rozmanitosti, siahajú prekvapivo ďaleko a sú plné dôsledkov.

Klimatický systém Zeme

Podľa akej časti prírodného prostredia ľudia posudzujú klímu? Skúste sa touto otázkou opýtať náhodného (hovoriaceho) okoloidúceho. Takmer určite bude jeho odpoveď krátka a kategorická: "Samozrejme, atmosféra!" Argumenty? - "Sú zrejmé. Teplota, vlhkosť, tlak ktorých látok charakterizuje klímu? Atmosférický vzduchu. Vietor je výsledkom pohybu atmosférický vzdušných hmôt Opäť oblasť nosičov zrážok - oblakov atmosféra!" Ako je to s teplotou vody v najbližšej vodnej ploche, napríklad v jazere? - „Počas kúpacej sezóny je to tiež dôležité: jazero nie je vyhrievaný bazén, voda v ňom sa opäť ohrieva cez atmosféru...“ Ak k tomu pristúpime z pozície priemerného človeka (v pôvodnom, nepejoratívnom zmysle slova), je to tak. On, priemerný človek, má plné právo neponárať sa do „klimatologickej kuchyne“, ale využiť informácie „pripravené“ odborníkmi. Naša cesta však vedie priamo do tejto „kuchyne“. Je celkom zrejmé, že klíma úzko súvisí s charakteristikami hranice atmosféry a zemského povrchu - podkladový povrch(krajina s rôznymi druhmi vegetácie a reliéfu, oceány, moria a rieky). Či bude klíma „vlhká“ alebo „suchá“, závisí od blízkosti vodných plôch alebo púští, horská klíma má svoje špecifiká atď. Klíma je produktom celého systému. Prírodné prostredie, v ktorom žijeme a v ktorom sa tvorí klíma našej planéty, sa zvyčajne nazýva Klimatický systém Zeme.

Klimatizačný systém zahŕňa nielen atmosféru, ale tiež hydrosféra(všetky oceány, moria, jazerá, rieky) a litosféra(pozemok), a kryosféra(sneh, morský a horský ľad, ako aj ľad obsiahnutý v kontinentálnych štítoch Grónska, Antarktídy a polárnych ostrovov a navyše „permafrost“, ktorý pokrýva, predstavte si, 2/3 ruského územia), a nakoniec, biosféra, spájajúci všetky druhy živých vecí. Všetky tieto zložky klimatického systému sú vo vzájomnom úzkom prepojení, vymieňajú si energiu a hmotu.

Klasickým príkladom takejto výmeny je kolobeh vody v prírode. Vďaka svojej schopnosti podstupovať fázové prechody je voda prítomná v klimatickom systéme v rôznych formách. Vodná para a najmenšie častice oblakov sú „oprávnenými zástupcami“ vody v atmosfére, sneh a ľad hrajú rovnakú úlohu v kryosfére, hydrosféra je svojou podstatou kráľovstvom vody, dokonca aj telá mnohých živých organizmov. veľkú časť (ľudia - 70–80 %) tvoria voda. Každý fázový prechod je sprevádzaný spotrebou alebo uvoľnením tepla (energie); v tomto prípade je zachovaná celková hmotnosť vody v celom systéme, ale v jeho komponentoch dochádza k redistribúcii hmôt (obr. 5 a obr. 1, farebná vložka).

Ryža. 5. Zložky klimatického systému Zeme a ich vzťahy
Zložky klimatického systému sa výrazne líšia hmotnosťou: hmotnosť atmosféry, odhadovaná na približne 5,3 10 15 ton, je 5-krát menšia ako hmotnosť 10 m hrubej vrstvy pôdy a 15-krát menšia ako hmotnosť povrchu vrstva oceánu hrubá 240 m. Ešte markantnejší je pomer ich celkových tepelných kapacít – 1( atmosféru): 11(priming): 70 (približne kean). Tepelná kapacita, ako je známe, je to miera tepelnej zotrvačnosti látky. Každý z nás už niekedy videl, ako sa v letný večer po západe slnka horúci vzduch rýchlo ochladí, zatiaľ čo voda v malej nádrži zostáva takmer rovnako teplá až do ďalšieho východu slnka. Je to spôsobené tým, že voda zadržiava teplo 4-5 krát účinnejšie ako vzduch, t.j. má väčšiu tepelnú kapacitu ako vzduch. Preto nie je dôvod sa čudovať, že 240-metrová povrchová vrstva oceánu s 15-násobnou hmotnosťou atmosféry zadržiava teplo približne 70-krát lepšie. Pôda má tiež vyššiu tepelnú kapacitu ako vzduch, aj keď tu je rozdiel citeľne menší.

Výber 10-metrovej vrstvy pôdy a 240-metrovej vrstvy oceánu nie je náhodný - to sú vrstvy, ktoré sa podieľajú na sezónna výmena energie(letné vykurovanie a zimné chladenie) s atmosférou.

„Najťažšie“ segmenty klimatického systému sú hlboký oceán s hmotnosťou 240-krát väčšou ako atmosféra a tepelnou kapacitou tisíckrát vyššou ako atmosférický a kontinentálny ľad, ktorý je 5,4-krát ťažší ako atmosféra a má teplo. kapacita 11-krát vyššia ako atmosférická.

Priamym dôsledkom vyššie uvedeného je, že oceány, moria a kontinentálny ľad tvoria pomaly sa meniace zložky klimatického systému a atmosféra, zemský povrch a morský ľad s relatívne nízkou hmotnosťou a nízkou tepelnou kapacitou patria medzi rýchlo sa meniace segmenty klimatického systému. systému. Takéto zmeny sa vyznačujú tzv relaxačný čas, teda čas prechodu a nastolenia nového klimatického režimu pri zmene vonkajších podmienok. Najmenej je v atmosfére – týždne a mesiace, a tiež v povrchovej vrstve oceánu – roky a desaťročia. V kontinentálnom ľade je v dôsledku veľkého výdaja tepla na topenie doba relaxácie tisícročia, no v súčasnom období otepľovania klímy je badateľné zrýchlenie tohto procesu v ľadovcoch Grónska a čiastočne aj Antarktídy, čo môže znížiť relaxáciu. čas (zmiznutie) až niekoľko storočí.

Zmeny v klimatických režimoch s periódami niekoľkých desaťročí sa vyskytujú v atmosfére, biosfére, na povrchu pevniny a oceánu, čiastočne „rušia“ kontinentálny ľad, ale neovplyvňujú hlboký oceán. Odrazili sa len doby ľadové z minulosti každý zložky klimatického systému a dokonca aj na hornej vrstve zemskej kôry - astenosféra, ktorá sa „potopila“ pod ťarchou veľkých ľadových štítov Eurázie a Severnej Ameriky. Je jasné, že na opísanie a kvantifikáciu interakcií medzi všetkými týmito segmentmi klimatického systému je potrebný značný počet relevantných charakteristík. Existuje preto niekoľko desiatok fyzikálnych veličín charakterizujúcich súčasný stav klimatického systému. Len niektoré z nich (teplota vzduchu a vody, rýchlosť a smer vetra, tlak vzduchu a zrážky) sú pre bežného človeka každodenným záujmom. No pre špecialistov – predpovede počasia aj klimatológov – nemenej dôležité sú: poloha oblastí nízkeho a vysokého tlaku vzduchu, prítomnosť alebo neprítomnosť oblačnosti, typy a hrúbka oblačnosti, odrazivosť (albedo) povrchu, úrovne slanosti. a kyslosť morskej vody, jej teplota a mnohé ďalšie ukazovatele. Keďže sa získavanie hodnôt takýchto ukazovateľov prostredníctvom satelitného monitorovania stalo rutinným postupom, špecialisti sú pravidelne bombardovaní megabajtmi informácií, ktoré potrebujú. Na jednej strane to pred pár desaťročiami mohol byť len sen, no na druhej strane je ťažké „neutopiť sa“ v takom prúde čísel. Našťastie v klimatickom výskume každé číslo – výsledok merania vysoko citlivým senzorom – nemá veľkú nezávislú hodnotu, no medzi svojimi rovesníkmi je dôležité. Vysvetlime si túto trochu nejasnú frázu na jednoduchom príklade. Povedzme, že na meteorologickej stanici sa v priebehu hodiny vykonalo 10 meraní rýchlosti vetra, ktoré poskytli nasledujúce výsledky: Vietor v niektorých momentoch zosilnel, inokedy dokonca zmenil smer na opačný a celkový rozptyl hodnôt dosiahol 10,3 m/s. Ak však naša úloha nezahŕňa analýzu jeho výkyvov, ale zaujímajú nás len všeobecné charakteristiky za celú hodinu, potom je rozumné použiť aritmetický priemer všetkých daných meraní ako taký. V našom príklade je to 2,9 m/s. Dve záporné hodnoty určite neodrážajú prevládajúce trendy pre danú hodinu, ale prispievajú k hodinovému priemeru (bez nich by bol priemer ôsmich kladných rýchlostí 3,16 m/s, čo je nárast o 9 %).
Na rozdiel od vyššie uvedeného príkladu je dĺžka série satelitných meraní vyjadrená ako číslo s mnohými nulami, takže schopnosť spriemerovať údaje je „záchranným lanom“, ktoré klimatickým vedcom umožňuje „zostať nad vodou“ v tomto oceáne čísel. Spracovanie prichádzajúcich informácií sa samozrejme neobmedzuje len na výpočet aritmetického priemeru – využíva sa celý arzenál metód matematickej štatistiky. Bohužiaľ nie všetky klimatické parametre sa dajú priamo merať a na ich získanie je potrebné použiť špeciálne metódy (tzv. riešenie inverzných problémov), na základe znalostí plynových zákonov, zákonov atmosférickej optiky atď. V tomto prípade sú chyby v hodnotách takýchto parametrov nevyhnutné a matematická štatistika ich tiež pomáha eliminovať alebo aspoň znižovať. V klimatickom systéme Zeme existujú dve hlavné periodicity: denný príspevok(rotácia Zeme okolo svojej osi) a sezónne(rotácia Zeme okolo Slnka), pričom tieto periodicity tvoria rozloženie hlavných klimatických charakteristík v priestore a čase (pozri obr. 2, farebná vložka). Na organizáciu a systematizáciu týchto charakteristík sa často uchyľujú k už známemu spriemerovaniu za homogénne regióny a časové intervaly, zvyčajne spojené buď s uvedenými periodicitami (priemerné denné, priemerné ročné hodnoty) alebo s časťami týchto období (priemer za hodinu, priemer za mesiac a priemerné sezónne hodnoty). Spomedzi tých, ktoré sú uvedené, osobitne vyzdvihneme mesačné priemerovanie ako v istom zmysle prirodzené: v prírode dochádza k výkyvom, ktorých obdobie sa blíži k 30 dňom. (Čiastočne môžu byť takéto výkyvy spôsobené lunárnymi obdobiami – „lunárnymi mesiacmi.“) Táto skutočnosť „legitimizuje“ rozšírené mesačné priemerovanie takmer všetkých klimatických veličín v publikáciách a archívoch nameraných údajov. Analýza periodicity kolísania teplôt v spodnej atmosfére ukázala, že ich možno celkom jednoznačne rozdeliť na kolísanie s periódami kratšími ako mesiac (synoptické) a viac ako mesiac (do šiestich mesiacov). Nie je žiadnym tajomstvom, že každého zaujímajú predovšetkým udalosti a javy, ktorých podstata nie je úplne jasná a vývoj sa odohráva pred očami každého. To sú práve klimatické javy. Keby sa klíma nezmenila, sotva by nás zaujímala viac ako spomínaná predpoveď počasia obyvateľov Maldív. A stále existuje veľa nevyriešených záhad klimatického systému. (V tomto prípade zmena klímy znamená stabilnú tendenciu meniť ktorúkoľvek z jej charakteristík dlhé časové obdobie.) Ako už vieme, zvýšenie priemernej ročnej globálnej teploty prízemného vzduchu o 0,7 °C od začiatku 20. storočia po súčasnosť podnietilo hovoriť o globálnom otepľovaní, ktoré súčasne viedlo k zmenám v iných klimatické vlastnosti. Existujúce relatívne krátkodobé zmeny budeme považovať za tzv výkyvy podnebie. Táto kategória zahŕňa sezónne zmeny klimatických charakteristík a zmenu smeru leteckej dopravy v rovníkovej stratosfére (vo výškach 15 – 50 km) zo západu na východ alebo naopak, ku ktorej dochádza každé dva až tri roky (kvázi-dvojročne). a periodické zmeny povrchovej teploty oceánov a cirkulácie spodnej troposféry (vo výškach do 15–17 km) v tropickom pásme Tichého a Indického oceánu (fenomén El Nino). Aktuálny stav klímy môžu ovplyvniť aj niektorí neperiodické prírodné javy, najmä veľké sopečné erupcie sprevádzané vyvrhovaním značného množstva plynov a aerosólov (popol) do stratosféry. Merania ukazujú, že trvanie ich vplyvu sa pohybuje od jedného do troch rokov.

Jednotlivé časti klimatického systému Zeme sa teda neustále vyvíjajú a navzájom sa ovplyvňujú.

Povedzme si o tom podrobnejšie.

Tretia kapitola Na zemi, v nebi a na mori

Všetko plynie. Všetko sa mení. ...

Všetky práva k textu patria autorovi: Andrey Kiselev, Igor Karol.
Toto je krátky úryvok, ktorý vám knihu predstaví.Klimatické paradoxy. Doba ľadová alebo horúčava?

Andrej Kiselev, Igor Karol
"Príroda" č.11, 2015

Asi pred 10 rokmi vyšiel náš článok o probléme atmosférického metánu. Vyjadrilo najmä presvedčenie, že zvýšený záujem o túto tému bude pokračovať aj v budúcnosti. Tento záver bol zrejmý a nevyžadoval si špeciálny náhľad, takže neprekvapuje, že sa potvrdil. Počas tohto obdobia bol metán skutočne predmetom rozsiahleho intenzívneho výskumu a množstva politických rozhodnutí. Skrátka, nahromadilo sa veľa nových a podľa nás aj zaujímavých informácií, ktoré by sme radi čitateľom Prírody dali do pozornosti. Najprv však.

Metán (CH 4) je jedným z hlavných skleníkových plynov „zodpovedných“ za globálne otepľovanie, o ktorom sa v posledných rokoch veľa diskutuje. Príspevok atmosférického metánu k nemu je na druhom mieste za príspevkom CO 2 [,]. Molekula CH 4 zároveň „pracuje“ na globálnom otepľovaní výrazne, desiatky krát, účinnejšie ako molekula oxidu uhličitého. Merania ukazujú, že od predindustriálneho obdobia sa koncentrácie metánu zvýšili približne o 150 %, zatiaľ čo koncentrácie CO 2 vzrástli len o 40 %. Preto sa úloha CH 4 ako skleníkového plynu neustále zvyšuje. Je vhodné dodať, že zvýšenie obsahu metánu prispieva k zvýšeniu koncentrácie ďalšieho skleníkového a život udržujúceho plynu – ozónu – ako v troposfére, tak aj v stratosfére. B O Väčšina atmosférického metánu je biogénneho bakteriálneho pôvodu. Nevzniká chemicky. Preto je tok prírodného metánu do atmosféry úplne riadený jeho tokmi zo zemského povrchu. Hlavnými prírodnými zdrojmi CH 4 sú mokrade, sladkovodné vodné plochy, hladina oceánov, ako aj kolónie termitov a spaľovanie biomasy v dôsledku požiarov. Antropogénne aktivity sú spojené s únikmi metánu do atmosféry pri ťažbe fosílnych palív, zo skládok domového odpadu a odpadkov na skládkach, pri čistení odpadových vôd, rozširovaní poľnohospodárskej pôdy (ryžové plantáže), chove dobytka a pod.. Heterogenita zdrojov metánu je hlavným dôvodom veľkých chýb v odhadoch ich intenzity. K deštrukcii molekúl metánu dochádza v dôsledku jeho atmosférických chemických reakcií s hydroxylom (~90%, ) a atómovým chlórom (nad 35 km).

Metán „globálny, medzinárodný“

Ako je známe, monitorovanie koncentrácií metánu v atmosfére sa vykonáva už niekoľko desaťročí v rôznych častiach zemegule. V posledných rokoch boli podniknuté úspešné kroky na zlepšenie jeho kvality. Na tento účel sa zvýšil počet pozorovacích staníc, zaviedli sa systémy kontinuálneho sledovania a zvýšila sa presnosť meraní. V dôsledku toho sa neistota (štandardná odchýlka) pri odhadovaní rastu metánu v atmosfére znížila z ±3,3 miliardy −1/rok v 80. rokoch na ±1,3 miliardy −1/rok v roku 2000. Rozšírenie databázy meraní a zlepšenie jej kvality nám umožnilo nový pohľad na vlastnosti prírodných procesov zodpovedných za vznik poľa metánu – jeho vstup do atmosféry a následnú deštrukciu, ako aj dôkladnejšie posúdiť prínos metánu ku globálnemu otepľovaniu.

Čo sa teda stalo s atmosférickým metánom v posledných desaťročiach? Pozrime sa, ako sa za štvrťstoročie zmenila koncentrácia CH4 (obr. 1). Vo všeobecnosti sa jeho obsah v atmosfére v súlade s prognózami zvýšil. Na rozdiel od očakávaní však tento rast nebol monotónny: od roku 1999 do roku 2007 sa zdalo, že koncentrácia metánu „nabrala na sile“ pred následným „vzostupom“. Dôvody tohto správania nie sú úplne jasné, ale s najväčšou pravdepodobnosťou je to kvôli nedostatku našich vedomostí o intenzite zdrojov a záchytov CH 4, ktoré si stále vyžadujú ďalšie objasnenie a analýzu. A to aj napriek tomu, že inventarizácia zdrojov metánu prebiehala veľmi intenzívne. V deväťdesiatych rokoch sa tak do atmosféry dostalo približne 560 Mt CH4 ročne (s rozsahom 360 – 892 Mt CH4). Na začiatku 21. storočia. (od roku 2000 do roku 2009) bol ročný tok metánu do atmosféry 678 Mt (s rozsahom 542 – 852 Mt). V druhom prípade zaznamenávame výrazné zníženie rozptylu odhadov.

Emisie metánu sa teda zvýšili. Ale tu je to, čo je zaujímavé: podiely prírodných a antropogénnych zdrojov boli revidované. Ak podľa predstáv, ktoré existovali v 90. rokoch, približne 2/3 emisií CH 4 pochádzali z jeho antropogénnych emisií, tak v prvej dekáde súčasného storočia vznikla približná parita medzi prírodnými a antropogénnymi zdrojmi (obr. 2). . Samozrejme, nehovoríme o konštatovaní tak nápadnej zmeny intenzity rôznych zdrojov v prírode, ale len o rozdiele v ich vymedzení pri inventarizácii. Je ľahké vidieť, že zmena pomeru medzi zdrojmi je spôsobená podhodnotením prirodzených emisií metánu v minulosti (zatiaľ čo antropogénne toky zostali takmer nezmenené). Upozorňujeme, že to platí pre globálne odhady; v husto osídlených oblastiach samozrejme prevládajú antropogénne zdroje.

Metánový rozpočet v prvej dekáde 21. storočia. vznikla z mnohých zdrojov. Najväčšou korekciou oproti skorším odhadom boli emisie z prirodzených podmáčaných oblastí, ktorých hodnota sa takmer zdvojnásobila, zo 110 na 217 Mt/rok (obr. 3). To predurčilo nárast podielu prírodných zdrojov. Výpočty uskutočnené pomocou modelov, ktoré zohľadňujú chemické premeny v atmosférickom vzduchu, ukazujú v priebehu času nárast atmosférického obsahu hydroxylového radikálu OH, ktorý ničí metán, a v dôsledku toho zintenzívnenie odtoku CH4 [,]. Posledná okolnosť je spôsobená skrátením doby zotrvania metánu v atmosfére (jeho „životnosť“): dnes sa predpokladá, že je 9,1 ± 0,9 roka, kým predtým sa zvyčajne používala hodnota 10 rokov.

Fotochemické interakcie v podmienkach zvyšujúcich sa emisií metánu spôsobujú zmeny v obsahu, najmä v stratosfére, ďalších dôležitých skleníkových plynov - vodnej pary, oxidu uhličitého a ozónu, a tým aj v radiačnej bilancii. Táto okolnosť sa odráža v raste celkového príspevku CH 4 k zmenám modernej klímy.

Aj napriek zostávajúcim nejasnostiam a neistotám možno teda konštatovať, že obsah metánu v atmosfére naďalej narastá a zvyšuje sa jeho podiel (ako skleníkového plynu) ku globálnemu otepľovaniu. Pri absencii účinného mechanizmu na obmedzenie otepľovania v rámci medzinárodných dohôd vznikla myšlienka znižovania emisií plynov a aerosólov, ktorých vplyv na radiačný režim a klímu je značný, ale doba zotrvania v atmosfére (týždne, mesiace alebo rokov) je výrazne kratší ako CO 2 (~100 rokov), čo znamená, že reakcia klimatického systému by sa mala dostaviť pomerne rýchlo. Na realizáciu tejto myšlienky bola začiatkom roku 2012 vytvorená koalícia pozostávajúca z Bangladéša, Ghany, Kanady, Mexika, USA a Švédska, ku ktorej sa čoskoro pridali všetky krajiny G8 vrátane Ruska. Očakáva sa, že vďaka opatreniam ohláseným koalíciou nepresiahne nárast povrchovej teploty vzduchu do roku 2050 0,5°C. Hlavné miesto v zozname takýchto krátkotrvajúcich látok znečisťujúcich klímu ( látky znečisťujúce klímu s krátkou životnosťou) zaberajú čierny uhlík ( čierny uhlík) a náš hrdina je metán.

„Celoruský“ metán

Výsledky monitorovania stavu životného prostredia Ruskej federácie a jeho znečistenia boli v posledných rokoch pravidelne zverejňované. Vďaka úsiliu viacerých ústavov Federálnej služby pre hydrometeorológiu a monitorovanie životného prostredia sa od roku 2005 pripravujú a publikujú výročné prehľady. Až donedávna boli v súlade so záväzkami našej krajiny podľa Kjótskeho protokolu pravidelne prijímané oficiálne správy s podrobným popisom a analýzou antropogénnych emisií skleníkových plynov z ruského územia.

Údaje o antropogénnych emisiách metánu do atmosféry z ruských zdrojov za posledné desaťročia (tabuľka) boli vypočítané podľa štandardných metód Medzivládneho panelu pre zmenu klímy [,]. „Energetický“ podiel je asi 75 % z celkových antropogénnych emisií ruského metánu, „poľnohospodársky“ príspevok sa odhaduje na 8 – 12 %, „spracovanie odpadu“ prispieva ďalšími 12 – 15 % a lesné požiare, ktoré vznikli ako antropogénne a prirodzené príčiny. V „energetike“ tvorí priame spaľovanie paliva len 0,9 % (!), zvyšok je dôsledkom technologických emisií a netesností. Odpadové produkty dobytka „poskytujú“ najväčší podiel emisií metánu v „poľnohospodárskom“ sektore. Antropogénne emisie CH 4 v Rusku tak ako predtým „stoja na troch pilieroch“: energetike, poľnohospodárstve a spracovaní priemyselného a domáceho odpadu.

Tabuľka. Emisie metánu (v Mt CH 4 /rok) v rôznych sektoroch ruského hospodárstva.

Informácií o prírodných zdrojoch metánu je oveľa menej. Hoci boli vyvinuté a implementované všeobecne akceptované metódy na hodnotenie antropogénnych emisií, neexistujú žiadne takéto postupy na inventarizáciu prírodných emisií. To nie je prekvapujúce: po mnoho rokov sú antropogénne zdroje prvoradým záujmom, pretože sa stále dajú oveľa ľahšie kontrolovať a spravovať ako ich prirodzení „bratia“. Na prvý pohľad je to paradoxné, ale chýb v odhade emisií metánu z podmáčaných oblastí – hlavného prírodného zdroja CH 4 – v roku 2000 oproti 90. rokom pribudlo. Stalo sa tak v dôsledku... nárastu počtu štúdií venovaných určovaniu veľkosti emisií metánu z povrchov pokrytých rôznymi a rôznorodými typmi vegetácie. Zohľadnenie takejto rozmanitosti, ktorá bola predtým neprístupná, si vyžaduje jasné rozdelenie oblastí zemského povrchu podľa princípu prevahy jedného alebo druhého rastlinného typu na každej z nich, avšak v prírode je možné takéto rozdelenie vykonať iba s veľký stupeň konvencie. Žiaľ, nie sú nám známe nedávne publikácie obsahujúce hodnotenie toku metánu z ruských podmáčaných oblastí, takže sa musíme odvolávať na diela, v ktorých rozdelenie na regióny nedodržiava štátne hranice. Existujú teda odhady emisií CH 4 z podmáčaných území „severnej Eurázie“ (úplne Ruska) – 9 Mt CH 4 /rok (s rozsahom 4–13 Mt CH 4 /rok) a „Eurázia miernych zemepisných šírok“ (pokrývajúce spolu s ruskými časť pozemkov našich južných susedov) - 2 Mt CH 4 /rok. Podľa iných výpočtov bol tok metánu z tundry, euroázijskej aj severoamerickej, 13,7 a 14,7 Mt CH 4 /rok v 90. a 2000. rokoch (s takmer dvojnásobnou neistotou). Na základe vyššie uvedených odhadov môžeme konštatovať, že ruské prírodné emisie metánu dosahujú hodnotu okolo 10 Mt CH 4 /rok alebo o niečo viac, ale kvôli zostávajúcim významným chybám vo výpočtoch si to vyžaduje objasnenie. Ak teda prijmeme tento predpoklad, súčasná celková emisia metánu z územia Ruska je cca 35 Mt CH 4 /rok. Táto hodnota sa zhoduje so spodnou hranicou skorého odhadu.

„Ruský, Arktický“ metán

Dnes je Arktída oblasťou všeobecnej pozornosti. Je to do značnej miery spôsobené tempom jeho otepľovania: za posledných 100 rokov tu bolo otepľovanie približne dvakrát intenzívnejšie ako celosvetový priemer. Súčasne so zvýšením povrchovej teploty vzduchu v arktickej oblasti boli zaznamenané zmeny v množstve zrážok, obsahu pôdnej vlhkosti a prietoku rieky; zníženie plochy morského ľadu; zvýšenie hĺbky rozmrazovania v zóne permafrostu. Takéto výrazné zmeny v klimatickej situácii otvárajú atraktívne vyhliadky pre rozvoj regiónu (organizácia pravidelnej prepravy po Severnej morskej ceste, ťažba atď.), ale zároveň odhaľujú vážne dodatočné riziká (napríklad zrýchlený permafrost degradácia a poškodenie infraštruktúry, ktorá sa na nej nachádza). Je zrejmé, že tieto zmeny sú spôsobené regionálnymi charakteristikami (reliéf, povrchové albedo, systém prevládajúcich vetrov a prúdov, emisia skleníkových plynov a aerosólov do atmosféry atď.), ako aj prenos tepla vetrom a prúdmi z južných zemepisných šírok k pólom. Otázka je teda legitímna: je vývoj modernej arktickej klímy determinovaný najmä tým, čo sa deje priamo v Arktíde, alebo je do značnej miery formovaný zvonka, teda vo väčšom meradle pod vplyvom vonkajších faktorov? Na jej zodpovedanie je potrebný celý rad štúdií, medzi ktoré patrí predovšetkým zabezpečenie kvalitného a nepretržitého sledovania meteorologických parametrov a obsahu skleníkových plynov (CO 2, CH 4) v regióne, ako aj ich promptné spracovanie a analýza.

V predchádzajúcom článku sme sa sťažovali na chýbajúcu rozsiahlu sieť pozorovacích staníc u nás, dnes konštatujeme: situácia sa zlepšuje, ale pomaly. Teraz je v Arktíde viac ako dva tucty trvalo fungujúcich staníc (obr. 4), z ktorých štyri sú ruské: „Teriberka“ (polostrov Kola, pobrežie Barentsovho mora), „Nový prístav“ (polostrov Yamal, pobrežie Ob Bay), „Chersky“ (extrémny severovýchod Jakutska, dolný tok rieky Kolyma) a „Tiksi“ (arktické pobrežie, more Laptev, záliv Sogo). Na poslednom z nich pracujú spoločne Fínsky meteorologický ústav, Hlavné geofyzikálne observatórium (St. Petersburg) a NOAA/ESRL (USA). „Teriberka“ je najstaršia stanica, pozorovania na nej začali v roku 1988. Na ostatných sa pozorovania začali v prvej dekáde 21. storočia: 2002 („Nový prístav“), 2009 („Chersky“) a 2010. („Tiksi“). Umiestnenie vyššie uvedených ruských staníc umožňuje identifikovať miestne znaky správania sa koncentrácií metánu. Tri z nich („Teriberka“, „Chersky“ a „Tiksi“) možno považovať za pozadie a stanica „Nový prístav“ sa nachádza vo vzdialenosti 80–250 km od najväčších ruských plynových polí, takže údaje o meraní umožňuje monitorovať emisie spôsobené človekom.

Namerané údaje koncentrácie CH 4 na Teriberke sú blízke výsledkom monitorovania na iných arktických pozaďových staniciach (obr. 5). Koncentrácie metánu zaznamenané na stanici Nový prístav sú zároveň výrazne vyššie: výsledky meraní boli ovplyvnené vplyvom umelých zdrojov. Výrazný rozdiel bol v amplitúde sezónnych výkyvov: 60 miliárd −1 v Teriberke oproti 200 miliardám −1 alebo viac v Novom prístave. Okrem toho boli maximálne hodnoty koncentrácie pozorované v zimných mesiacoch.

Dôležité je aj to, že stanice Nový prístav a Tiksi sa nachádzajú v zóne súvislého permafrostu s množstvom malých termokrasových jazierok, čo ovplyvňuje koncentráciu metánu. V posledných rokoch sa široko diskutovalo o možnom príspevku permafrostovej zóny východnej Sibíri k vytváraniu polí koncentrácie metánu v arktickej oblasti. Súčasne sa uvažuje o niekoľkých možných verziách emisií metánu, a to: a) uvoľňovanie plynného metánu z plynných hydrátov, ktorých veľké ložiská boli objavené na regáloch morí Laptev, Chukchi atď.; b) uvoľňovanie metánu uloženého vo vrstve permafrostu s predĺžením obdobia a hĺbky jeho rozmrazovania (sem patrí aj verzia spojená s úlohou malých a relatívne plytkých krasových jazier, ktoré vznikli v miestach intenzívneho rozmrazovania permafrostu ); c) príspevok najväčších riek východnej Sibíri k prenosu rozpusteného metánu do morí Severného ľadového oceánu.

Hydráty metánu sú látka podobná ľadu - zmes vody a metánu, ktorá existuje pri teplote nie vyššej ako 20 °C a tlaku nie nižšom ako 3-5 MPa vo vodou pokrytých sedimentárnych horninách v hĺbke 300-500 m. Predpokladá sa, že 99 % hydrátov v celosvetovom meradle sa sústreďuje na kontinentálnom šelfe. Hustota CH 4 v hydrátoch je viac ako 160-krát vyššia ako hustota čistého metánu pri štandardnom tlaku a teplote. Stále existuje veľká neistota v odhadoch celkového objemu plynných hydrátov a nie je tiež známe, nakoľko sú citlivé na otepľovanie klímy, keďže sa nachádzajú v sedimentárnych horninách pod vrstvou vody.

Viac ako polovica ruských zásob hydratovaného metánu pochádza z arktických morí (obr. 6). V súčasnosti sa pracuje na štúdiu mechanizmov a podmienok uvoľňovania metánu z hydrátov plynov a jeho následného uvoľňovania do atmosféry, no tieto štúdie nie sú ani zďaleka dokončené.

Podľa dnes akceptovanej gradácie je ruská oblasť permafrostu (zaberá približne 2/3 územia krajiny) rozdelená na tri zóny – súvislú, nesúvislú a ostrovnú. Súvislá zóna zaberá b O väčšina Sibíri od Jeniseja po Beringovu úžinu a siaha na juh až po 44° s. sh., tu je zem neustále zamrznutá do hĺbky niekoľko sto metrov. Na juhu sa nachádza pásmo prerušovaného masívneho ostrovného rozšírenia permafrostu, ktoré zaberá od 40 do 70 % územia. Okrajový ostrovný pás sa rozprestiera od polostrova Kola a oblasti Archangeľsk. na európskom arktickom pobreží do severnej Číny a Mongolska a zahŕňa aj časť Kamčatky. Permafrostové ostrovy spravidla nezaberajú viac ako 10% celkovej plochy územia.

Paradoxne toho veľa nevieme o tom, „kde sa nachádzame“ (doslova) a existujúce odhady majú veľké chyby. Podľa známeho švédskeho špecialistu T. Christensena zatiaľ nebola vytvorená spoľahlivá mapa permafrostovej zóny, informácie o hrúbke permafrostových pôd sú kusé (rekordná hĺbka permafrostu - 1370 m - bola zaznamenaná vo februári 1982 v hornom toky rieky Vilyui v Jakutsku). Je však nesporné, že pri degradácii sa metán uvoľňuje z vrstvy permafrostu a dostáva sa do atmosféry: túto skutočnosť potvrdzujú aj nedávne merania (obr. 7). Pozaďové koncentrácie CH 4 v oblasti stanice Tiksi v období intenzívneho rozmrazovania permafrostu (júl – september) boli prekročené o 5–10 %.

Podľa moderných odhadov je veľkosť toku metánu spôsobená rozmrazovaním permafrostu malá a má tiež veľkú chybu: 1 Mt/rok s rozsahom 0–1 Mt/rok. Predpokladané zrýchlenie rýchlosti rozmrazovania permafrostu však nepochybne ovplyvní objem emisií CH 4 do atmosféry.

Veľké sibírske rieky (Ob, Jenisej, Lena atď.) sa považujú za ďalší zdroj metánu v moriach východnej Arktídy. Ich povodia sa nachádzajú v oblastiach s permafrostom, ktorý ukladá obrovské zásoby organického uhlíka, a to aj vo forme metánu. „Zásobníkom živín“ pre Ob sú močiare Vasyugan, ktoré sa nedávno stali predmetom komplexnej štúdie, a pre Lenu - jazerá Kolyma-Indigirsk a Primorskaya nížiny. V dôsledku toho dochádza k zvýšeniu koncentrácií rozpusteného CH4 v ústiach riek. Na druhej strane, keďže transport metánu riečnymi vodami prebieha za aeróbnych podmienok (t. j. v prítomnosti kyslíka), časť z neho sa oxiduje. Výsledkom bolo, že podľa expedícií z rokov 2003–2006 bolo viac ako 80 % vzoriek dna a viac ako 50 % vzoriek povrchu získaných na plytkom poli (hĺbka menšia ako 50 m) presýtených rozpusteným metánom.

Osobitný záujem pre výskumníkov je obrovská delta Lena, ktorá zaberá plochu asi 29 tisíc km 2. Podľa ich názoru tu musí prebiehať nepretržité biologické procesy, keďže teplota spodných sedimentov ani v zime neklesá pod 0°C. Na jeseň 2013 sa v delte otvorila multidisciplinárna stanica „Samoilovský ostrov“, ktorej úlohou bolo aj pozorovanie klimatických zmien (aj keď výskum v tomto regióne sa vykonáva už viac ako 10 rokov). Skupina nemeckých vedcov skúmala emisie metánu z rôznych typov povrchu delty. Podarilo sa im ukázať, ako závisí tok metánu do atmosféry od typov reliéfu a vegetácie, ako aj od stupňa povrchovej vlhkosti v dolnom toku rieky Lena (obr. 8).

Na základe analýzy získaných výsledkov sa prietok metánu v delte Leny odhaduje na 28,2 ton CH 4 za rok. Oveľa pôsobivejšie hodnoty sa objavujú v dielach N. E. Shakhova a I. P. Semiletova (účastníkov niekoľkých námorných expedícií na ruskom arktickom šelfe). Množstvo informácií je však stále zjavne nedostatočné na konečné závery.

Metán „ako zrkadlo v boji proti globálnemu otepľovaniu“

Dnes vo svete neexistujú žiadne rozsiahle dohody, ktorých cieľom by bolo kolektívne znižovanie emisií skleníkových plynov na zmiernenie dôsledkov zmeny klímy. Nedostatočná účinnosť Kjótskeho protokolu viedla k odmietnutiu viacerých krajín (Kanada, Rusko, Japonsko) predĺžiť jeho platnosť po roku 2012. S prihliadnutím na skutočnosť, že najväčší emitenti (Čína a USA) sa pôvodne nezúčastňovali na tzv. sú to len krajiny, ktorých celkové emisie skleníkových plynov tvoria asi 15 % celosvetového úhrnu. Vznik už spomínanej koalície v týchto podmienkach vyzerá do istej miery ako alternatíva k v podstate „nevydarenému“ Kjótskemu protokolu. A na základe priorít, ktoré oznámila, je prirodzené, že medzi všetkými skleníkovými plynmi sa ukázal byť metán „slabým článkom“.

Viaceré nedávne štúdie naznačujú, že látky, ktorých doba zotrvania v atmosfére nepresahuje niekoľko týždňov alebo mesiacov, môžu mať významný vplyv len na miestne, ale nie na globálne podnebie. To sa priamo týka väčšiny krátkodobých látok znečisťujúcich klímu, vrátane čierneho uhlíka. Metán je iná záležitosť: jeho „životnosť“ v atmosfére je oveľa dlhšia, no zároveň je niekoľkonásobne kratšia ako životnosť oxidu uhličitého. Berúc do úvahy vysoké, druhé miesto metánu v „hodnotení“ antropogénnych plynov ovplyvňujúcich globálne otepľovanie, je najvhodnejší na „reguláciu“ (do možnej miery) klímy v najbližších desaťročiach.

Stručne zhrňme výsledky „za sledované obdobie“. Výsledky monitorovania naznačujú, že koncentrácia metánu v atmosfére v 21. storočí. sa naďalej zvyšovali. Podľa odborníkov vzrástli aj jeho emisie. Príspevok CH 4 ku globálnemu otepľovaniu je čoraz významnejší, čo zaisťuje, že metánu sa bude aj v budúcnosti venovať veľká pozornosť.

Ako sa meracie prístroje zlepšujú, prístupy k analýze regionálnych charakteristík vzniku atmosferického poľa metánu sú tiež čoraz podrobnejšie. Upresňuje sa hodnota emisií CH 4 z jednotlivých priemyselných a prírodných zdrojov a znižuje sa chyba v jej odhadoch.

Osobitné miesto v nedávnych výskumoch zaujala Arktída, ktorá zaznamenala extrémne vysoké otepľovanie v porovnaní s globálnym otepľovaním. Medzi dôvody tohto stavu odborníci oprávnene uvádzajú nárast obsahu metánu v atmosfére. Dôsledky zrýchleného otepľovania Arktídy poskytujú významné ekonomické výhody pre rozvoj regiónu, no zároveň predstavujú ďalšie hrozby pre jeho ekológiu a klímu. Preto v rámci Arktickej rady

K čitateľovi

Po tretie, naša kniha rezonuje so „spravodlivou prácou“ mnohých novinárov a umelcov. Verejný záujem o problém klimatických zmien vedie k zodpovedajúcemu návrhu. A teraz, na vrchole tohto záujmu, sa objavuje niekoľko katastrofických filmov a existuje nespočetné množstvo televíznych relácií a článkov v tlačených médiách. Kvalifikované hodnotenia špecialistov sú zároveň vnímané nenútene, bez veľkých emócií a zostávajú takmer nepovšimnuté. Ale čím smiešnejšia je „teória“ vyjadrená, tým väčšie je vzrušenie v tlači. Je jasné, že tu prevláda zásada „peniaze nevoňajú“. Ale ľudia v našej krajine, tradične zvyknutí dôverovať tlačenému slovu, sú tým vážne poškodzovaní. Niektorí berú takéto publikácie ako nominálnu hodnotu, iní, naopak, strácajú dôveru a vytvárajú si nestranný názor na „vedcov“, ktorí hovoria úplné nezmysly; iní, ktorí sa oboznámili s dvoma alebo tromi protichodnými absurditami, prestanú sa o problém zaujímať. vôbec („nech sa najprv dohodnú medzi sebou a potom dajú rozhovor“). Je tiež zrejmé, že tok takýchto špekulatívnych opusov vedie k nevyhnutnému poklesu už aj tak nízkej prestíže vedy a jednoducho vedomostí v Rusku.

Poďakovanie

V knihe sú použité ilustrácie zo správ Medzivládneho panelu o zmene klímy z rokov 2001 a 2007. (http://www.ipce.ch/) a Správa o klimatických charakteristikách v Ruskej federácii za rok 2010 (http://www. meteorf.ru/).

Prvá kapitola
Keď hovoríme „klíma“, myslíme tým „počasie“

Neobviňujte počasie – ak by sa nezmenilo, deväť z desiatich ľudí by nedokázalo začať ani jeden rozhovor.

F. Hubbard

Podnebie v Írsku je úžasné, ale počasie to ničí.

Tony Butler

Počasie a klíma: aký je medzi nimi rozdiel

Po prvé, ešte donedávna ľudia vnímali počasie ako danosť zhora, nezávislú od svojej vôle a nútiacu sa mu prispôsobiť. Ale dnes, najmä vďaka skutočnému prelomu v oblasti výpočtovej techniky a satelitných pozorovaní, má ľudstvo možnosť komplexne študovať procesy vzniku počasia a klímy, príčiny ich zmien a tiež do istej miery, aj keď zanedbateľne malej, ovplyvňovať tieto procesy (napríklad zamedzenie zrážok počas osláv mestských dní v Moskve a Petrohrade).

Po druhé, prudko vzrástol počet ľudí, ktorí podnikajú dlhé cesty – obchodné, turistické atď.. Mimochodom, len v rokoch 2010 a 2011. Zahraničné plavby uskutočnilo asi 12, respektíve 14,5 milióna, teda každý dvanásty z našich krajanov. Aby sa cestujúci vyhol nepríjemným prekvapeniam, musí korelovať svoj program a vybavenie s poveternostnými podmienkami v cieľovej destinácii.

Po tretie, informácie nazhromaždené počas výskumu naznačujú, že klíma sa mení, navyše rýchlosť jej zmien v 20. storočí. boli bezprecedentne vysoké. Posledná okolnosť sa stala predmetom vážnych obáv a dnes o klíme nehovoria len leniví. S poľutovaním však musíme konštatovať zjavný rozpor medzi dôležitosťou problému (hovoríme predsa o „zdraví“ nášho životného prostredia!) a ľahkosťou úsudku a niekedy aj nekompetentnosťou, ktorú mnohí ľudia, vrátane veľmi renomovaných publikácií a televíznych kanálov, sú vinní, keď o tom diskutujeme.

K „rozohriatiu“ záujmu o tento problém výrazne prispelo aj „horúce leto 2010“. Takmer každý deň priniesol na európske územie Ruska rekordné teploty: +38,9 °C – 28. jún vo Voroneži; +35,5 °C – 21. júla v Tule; +38,1 °C – 27. júla v Orli; 28. júla padol moskovský rekord, ktorý sa držal od roku 1981 – teraz je +38,2 °C. A 12. júla kalmycká meteostanica Utta zaznamenala maximálnu teplotu za celé obdobie pozorovania v krajine +45,4 °C. V Petrohrade rekord stál, no sklenená Peace Tower, ktorú venovalo Francúzsko k 300. výročiu mesta, od horúčav praskla. Nie je prekvapujúce, že v tomto období sa všade hovorilo o „globálnom otepľovaní“.

Medzitým nie je dôvod považovať takmer dvojmesačné sparné horúčavy za zjavný dôkaz globálneho otepľovania, než povedzme vopred vyhlásiť šampióna tímu, ktorý vyhral prvých päť zápasov z plánovaných päťdesiatich. Paradox? Vôbec nie! Faktom je, že v každodennom živote sa pojmy „počasie“ a „klíma“ často stotožňujú, ale to je nesprávne. Aby sme trochu voľne parafrázovali najznámejšieho ruského špecialistu v oblasti geofyziky, akademika A.S. Monina, môžeme definovať podnebie Ako súhrn všetkých poveternostných podmienok pozorovaných v určitej oblasti počas určitého dlhého časového obdobia. Okrem toho môže byť takýmto „špecifickým územím“ buď samostatný región (napríklad Vologda), alebo celá západná Sibír alebo Južná Amerika, ako aj celý svet. Ale aj školák vie: na severe je zima v zime, na juhu v lete horúco, v trópoch teplo a dážď a po celý rok sneh a ľad v polárnych oblastiach. Preto diskusiou o klíme relatívne malého regiónu v globálnom meradle môžeme získať celkom úplné pochopenie jeho charakteristických čŕt a charakteristík. Opis kontinentálnej a najmä globálnej klímy je však nevyhnutne spojený so stratou mnohých odtieňov (napríklad priemerná ročná priemerná teplota vzduchu na zemeguli na povrchu, vypočítaná s prihliadnutím najmä na antarktické a tropické teploty, je porovnateľná s priemernou teplotou v nemocnici) a je vhodná len na štúdium najvšeobecnejších vzorcov klímy na našej planéte.

Vyššie uvedená definícia klímy obsahuje dosť nejasný údaj o období pozorovania. Aké časové obdobie by sa skutočne malo považovať za „dlhé“ - mesiace, roky, desaťročia? Nemalo by byť príliš krátke, odvtedy sa zmena ročných období a abnormálne horúci (alebo studený) rok budú musieť považovať za klimatické zmeny, aj keď mnohé predchádzajúce a nasledujúce roky boli takmer normálne. Na druhej strane, využitie dostatočne dlhého časového úseku (napríklad storočie) je tiež sotva možné, už len z dôvodu nedostatku rozsiahlej siete staníc, ktoré by v takomto období vykonávali denné merania po celom svete. Optimálna voľba je preto niekde uprostred.

Vychádzajúc z tejto definície, unáhlené závery obyčajných ľudí vyčerpaných na slnku („Toto je globálne otepľovanie a potom to bude ešte horšie!“) alebo chvejúcich sa v 30-stupňovom mraze na autobusovej zastávke („A hovoria o nejaký druh globálneho otepľovania?!“) pripíšeme si to na nával emócií a... celkom odpustiteľnú neschopnosť. V týchto poznámkach si všimnite, že hlavným slovom je „otepľovanie“ (tu a teraz!) a definícia „globálny“ sa pridáva bez rozmýšľania podľa zakoreneného verbálneho klišé. V ústach špecialistu sú však obe tieto slová rovnako dôležité. V roku 2010 polovice júla teplota vzduchu v Moskve prekročila priemernú klimatickú teplotu (t.j. priemer v júli za 30 rokov) o 7,8 °C - to je veľa, ale... Získať „júlový dodatok“ do Moskvy priemerný ročný teplotu, musíte ju vydeliť počtom mesiacov v roku (7,8 °C: 12 = 0,65 °C). Ak chceme nájsť podiel tohto „júlového prírastku“ v globálne priemernú ročnú teplotu, budeme musieť opäť deliť - teraz počtom meteorologických staníc roztrúsených po celom svete, rátajúcich sa v tisícoch, a vo výsledku bude tento podiel zanedbateľný.

Merania zároveň ukázali nárast globálnej priemernej ročnej teploty – tej istej, ktorá je podobná „nemocničnému priemeru“ – od začiatku 20. storočia. do súčasnosti približne o 0,7 °C (obr. 1), čo znamená, že na väčšine meteorologických staníc prevádzkovaných v minulom storočí bol zaznamenaný trvalý nárast teploty. Osobitne si všimnime: je to väčšina, pretože na zemeguli sú oblasti, v ktorých nedošlo k trvalému nárastu priemernej ročnej teploty, hoci priemerná ročná teplota na celom svete v priemere stúpala.

Ryža. 1. Zmena priemernej ročnej globálnej povrchovej teploty vzduchu v porovnaní s priemerom za roky 1961–1990. Priemerná krivka, kruhy – hodnoty jednotlivých rokov

Zhrňme si, čo bolo povedané. Za posledné storočie sa priemerná ročná teplota na povrchu Zeme v niektorých geografických polohách zvyšovala rýchlejšie, v iných pomalšie a niekedy dokonca klesala. Tento rast nebol monotónny: po niekoľkých rokoch zvyšovania sa teplota mohla znížiť, potom opäť zvýšiť atď. (obr. 2). Keď sa však zhromaždili všetky údaje o priemerných ročných teplotách „na zemi“ a z nich sa zistila priemerná ročná teplota - priemer na celom povrchu zemegule, ukázalo sa, že sa výrazne zvýšil. A tento jav (a iba tento!) klimatológovia nazývajú „globálne otepľovanie“.

Teraz sa opäť vráťme k rečiam o počasí. Takmer určite bude obsahovať „láskavé“ slová adresované predpovedateľom počasia. Podľa neznámeho vtipu je „prognostik počasia človek, ktorý robí chyby len raz, ale každý deň“. Pripomína ho aj známy Alain Sheffield: „Meteorológia je vedecký základ pre nesprávne predpovede.“ Možno sa obmedzíme len na tieto dva úsudky, hoci na tú istú tému hovorili takí šikovní ľudia ako Oscar Wilde, Mark Twain, Jerome Klapka Jerome, Stanislav Jerzy Lec. Samozrejme, každý sa stal obeťou neúspešných predpovedí počasia a tento pohár neprešiel ani autorom tejto knihy. Táto okolnosť nám však nezabráni povedať pár slov na obranu ľudí, ktorí každý deň usilovne zbierajú, spracúvajú a analyzujú prevádzkové meteorologické informácie, aby nám v pravý čas povedali, aké prekvapenia môžeme očakávať od počasia v najbližšom období. budúcnosti.

Začnime banálne: predpovede počasia sú neporovnateľne presnejšie ako tie chybné. Nepriamym uznaním tejto skutočnosti je, že aj po neúspešných prognózach prejavujeme záujem o ďalšiu a často podľa nej plánujeme svoje akcie. Priznajte sa, urobili by ste to, keby šťastie sprevádzalo synoptické orákulum len v jednom či dvoch prípadoch z desiatich?

Ďalšia myšlienka s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobí úprimné zmätok čitateľa: absolútne správna predpoveď je spotrebiteľom často vnímaná ako chybná. A preto. Zvyčajne sa predpoveď uvádza pre pomerne veľké oblasti - mestá, regióny alebo veľké oblasti. Samozrejme, ak je súvislá oblačnosť, je problematické pomýliť sa o bezprostrednej perspektíve danej oblasti. Čo ak sú na oblohe mraky – všetko je v neporiadku a nie je ich dosť pre každú dedinu? Ako v tomto prípade zareagujú obyvatelia obce „A“ a susednej obce „B“, ktorým nepršalo, na predpoveď „dážď“? Rôznymi spôsobmi... Má spotrebiteľ vždy pravdu? Je nepravdepodobné, že v dohľadnej dobe bude mať niekto z nás šancu vypočuť si takúto predpoveď: „Zajtra v Krivokolennom pruhu v meste N-ska bude od 15:00 husto pršať. 34 min. do 17:00 hod. 18 minút." Bohužiaľ, takáto bodová predpoveď je snom.

Prognostici však z času na čas robia chyby. Skúsme prísť na to, prečo. Existujú tri rôzne prístupy k tvorbe prognózy. Prvý z nich je založený na riešení sústavy diferenciálnych rovníc. Rovnice sú také zložité, že je prakticky nemožné získať ich presné riešenie. Počítače pomáhajú a umožňujú, za cenu určitých zjednodušení, nájsť riešenie „blízko pravde“. V druhom prístupe je predpoveď založená na zručnosti a skúsenosti konkrétneho prognostika, ktorý analýzou máp aktuálneho (nameraného) stavu najdôležitejších meteorologických veličín („prediktorov“) a ich premenlivosti urobí svoj „verdikt“. .“ Tretí prístup je „primitivistický“. V trochu zjednodušenej forme je jeho podstata nasledovná. Na meteorologických staniciach sa niekoľkokrát denne meria množstvo charakteristík: teplota, vlhkosť vzduchu, atmosférický tlak, rýchlosť a smer vetra, oblačnosť a pod.. Potom sa všetky prijaté údaje archivujú (novšie sa zadávajú do výkonného počítača - nie len aktuálne, ale datované o niekoľko desaťročí skôr). Na vytvorenie predpovede na nasledujúci deň počítač prechádza všetkými dostupnými možnosťami v archíve a hľadá zhodu v meteorologických charakteristikách, ktoré sa vyskytujú v aktuálny deň. Pri dostatočne rozsiahlom archíve sa takáto zhoda určite nájde. Predpokladajme, že sa zhodujú meteorologické charakteristiky 4. júla 2012 a 18. júna 1982. Z archívu vyťahujeme údaje k 19. júnu 1982 a predpoveď na 5. júl 2012 je hotová! Myšlienka tretieho prístupu nie je nová, ale jej implementácia bola možná až po zavedení vysokorýchlostných výpočtových systémov, pretože človek nemôže rýchlo triediť desiatky tisíc súborov denných údajov. Hoci vo všeobecnosti možno ľudové znamenia považovať za predchodcu tretieho prístupu.

Najmenší problém spôsobuje predpovedacom počasia situácia, keď v regióne dominuje cyklóna alebo najmä tlaková níž (oblasť nízkeho a vysokého tlaku). Oveľa menej istá je situácia, v ktorej si ekvivalentný cyklón a anticyklón navzájom konkurujú; ak sa táto rivalita dlho vlečie, stane sa úplne škaredým. V druhom prípade sa počasie môže zmeniť aj niekoľkokrát v priebehu jedného dňa. No povedzte mi, kde sa môže chudák predpovedať počasie ukryť pred spravodlivým hnevom ľudí? Intuícia profesionála, vyvinutá rokmi, môže situáciu čiastočne zachrániť.

Ďalším zdrojom synoptických chýb je dlhá prípravná doba predpovede. Prax ukázala, že predpoveď na tri dni častejšie zodpovedá realite, predpoveď na 5–7 dní – je možné, že sa splní, ale predpovedi na 10 a viac dní môže dôverovať len ten, kto je neochvejne presvedčený o výnimočnom dare jasnovidectva medzi zamestnancami Hydrometeorologického centra.

Situáciu s predpovedaním si ilustrujme na príklade streľby na cieľ (obr. 3). Pri výstrele sa trajektória strely nevyhnutne odchýli od priamky spájajúcej hrot zbrane a stred terča - bod „0“. Pokiaľ je cieľ umiestnený dostatočne blízko, guľka stále zasiahne jeho rozmery. Keď sa však terč vzďaľuje od strelca, vzdialenosť medzi miestom, kde guľka zasiahne cieľ, a bodom „0“ sa zväčší a v určitom bode guľka cieľ minie. Teraz si predstavme, že tri zobrazené ciele sú skutočné poveternostné podmienky, ktoré nastanú o 1, 5 a 10 dní, a dráha guľky je predpoveď urobená dnes na základe údajov zo včerajších meraní. S narastajúcou dobou prípravy predpovede sa chyby obsiahnuté v samotnej predpovedi hromadia do desiateho dňa a jej kvalita rýchlo klesá.

Ryža. 3. Ilustrácia závislosti stupňa presnosti predpovede od jej načasovania

Podľa praktizujúcich predpovedí počasia je 15 dní maximálne obdobie, na ktoré teoreticky je dovolené dávať predpoveď (v tomto prípade hovoríme o európskom území Ruska. Na iných miestach s viac-menej stabilným počasím môžu byť tieto obdobia odlišné, ale na Maldivách zostáva rovnaká teplota takmer po celý rok - okolo +28 °C a miestni obyvatelia vôbec nepotrebujú predpoveď počasia...).

Keď sa vrátime k počasiu na európskom území Ruska, poznamenávame, že tento región sa vyznačuje pravidelnou inváziou vzdušných hmôt zo západu, z Atlantického oceánu. Ak sa nad územím západnej Európy pohybuje vzduchová masa, ohrieva sa a „vysychá“. Ak jeho trasa vedie cez Škandináviu (1) alebo Stredozemné more (2), stáva sa vlhkejším a chladnejším (v prvom prípade) alebo vlhkejším a teplejším (v druhom). Typická situácia pre európske územie Ruska je, keď sa jedna takáto masa „ponáhľa nahradiť inú a dáva“ konkurentovi 2–4 dni.

Všetko vyššie uvedené platí pre predpoveď počasia. A čo predpoveď klímy? Predvídame výčitku pozorného čitateľa: „Ak „oni“ polovičato predpovedajú počasie na zajtrajšok, naznačte, že sú úplne bezmocní predpovedať ho ani na mesiac, čo potom môžeme povedať o obdobiach počítaných na roky a desaťročia!

Predvídať zmenu klímy je teda v niektorých smeroch jednoduchšie ako predpovedať zmeny počasia. Všetky javy vyskytujúce sa vo vzduchu, vo vode a na zemskom povrchu prísne podliehajú prírodným zákonom, z ktorých mnohé sú nám dobre známe. A preto, ak urobená predpoveď nie je v rozpore so žiadnym z týchto zákonov, má veľmi dobrú šancu na realizáciu. Upozorňujeme, že na rozdiel od predpovede počasia v tomto prípade nehovoríme o realizácii predpovede do konkrétneho dátumu. To, čo sa predpovedá, sa môže stať o niekoľko rokov skôr, alebo naopak neskoro, ale určite sa to stane!

Ryža. 4. Ilustrácia otázky úspešnosti klimatických predpovedí

Keď hovoríme o prognózach klimatických zmien, je potrebné spomenúť dva dôležité aspekty. Po prvé, existujú termíny, pre ktoré je v zásade možné takéto prognózy robiť na základe informácií o stave klímy dnes a v minulosti (klimatológovia v tomto prípade hovoria o predvídateľnosť klíma). Je jasné, že niekoľko desaťročí dobre zapadá do takýchto časových limitov, ale ťažko reálne odhadnúť, aká bude klíma v 4. tisícročí. Predvídateľnosť klímy samozrejme závisí od toho, ako presne poznáme jej počiatočný stav ( predvídateľnosť prvého druhu) a vonkajšími vplyvmi naň počas obdobia, na ktoré sa vzťahuje prognóza ( predvídateľnosť druhého druhu).

Na ilustráciu toho, čo bolo povedané, porovnajme predvídateľnosť klímy so zmenou stavu financií určitého podnikateľa v priebehu nasledujúcich troch mesiacov. Veľkosť jeho bankového účtu za tri mesiace bude určená sumou na jeho účte dnes, t. j. v počiatočnom bode (analóg predvídateľnosti typu I), ako aj príjmami a výdavkami v týchto troch mesiacoch, plánovanými aj , možno neočakávané. Spravidla nie je ťažké vypočítať plánované operácie, horšie je to vtedy, keď nastanú neplánované („vonkajšie“) okolnosti (analóg predvídateľnosti typu II). Dôsledky takýchto vonkajších okolností môžu byť buď malé a krátkodobé, alebo významné, vedúce k bankrotu.

Keď skutočne predpovedáme zmenu klímy, vždy vieme približné počiatočný stav a o mnohých budúcich vonkajších vplyvoch nevieme nič. Nedá sa napríklad predpovedať, kde, kedy a aké silné budú sopečné erupcie v roku 2020. Tu sa dostávame k druhému dôležitému aspektu: prognóza je hodnotením klimatických zmien pod vplyvom „nenáhodných“ procesov ( „výpočet plánovaných operácií“ vo vyššie uvedenom príklade). Náhodné procesy však môžu tento odhad výrazne skresliť! A tu prichádza na pomoc matematická štatistika. Najmä, pokračujúc v príklade sopečných erupcií, berieme na vedomie dostupnosť databáz obsahujúcich informácie o ich ročnom množstve, umiestnení, veľkosti a chemickom zložení sopečných emisií, ako aj hodnotenia vplyvu týchto emisií na klímu, predovšetkým na ovzdušie. teplota. Potom, za predpokladu, že sopečná aktivita v roku 2020 bude blízka priemeru za posledné desaťročia, môžeme urobiť úpravy v hodnotení budúcich klimatických zmien. V skutočnosti však bude sopečná činnosť v roku 2020 pravdepodobne trochu odlišná od tohto priemeru.

Preto je každá klimatická predpoveď hodnotením pravdepodobne zmena podnebia. Pre predstavu o menej pravdepodobných, ale celkom možných odchýlkach od takéhoto hodnotenia sú súčasne uvedené limity chýb klimatickej predpovede.

Dúfame teda, že ste pocítili rozdiel medzi pojmami „počasie“ a „klíma“. Nechajme starosti s poveternostnými podmienkami na Hydrometeorologické centrum a pokračujme v našom príbehu o klíme.

Predpoveď na každý ďalší deň vychádza z predpokladu, že údaje za predchádzajúci deň sú bezchybné (čo, samozrejme, nie je pravda!). Primitívny príklad: nech sa za prvé 4 dni nahromadí chyba 1 °C, ale pri predpovedi na piaty deň sa teplota na štvrtý deň považuje za pravdivú (t.j. chyba je nula), predpoveď na piaty deň sám dá svoju vlastnú relatívne malú chybu, napríklad 0,3 °C, avšak ak vezmeme do úvahy chybu nahromadenú za predchádzajúce dni, celková chyba už bude 1 + 0,3 = 1,3 °C atď.

Pre dobrú predpoveď potrebujete presné hodnoty teploty vzduchu na zemskom povrchu, vody na povrchu a v hĺbke, vlhkosti, rozloženia oblačnosti horizontálne a vertikálne, tlaku vzduchu, koncentrácie chemických zložiek vzduchu a vody atď. atď. v počiatočnom – počiatočnom – časovom bode. A to všetko v každom z tisícov bodov na zemeguli. Je absolútne nereálne mať o tom všetkom spoľahlivé údaje! Ak však namiesto toho do modelu vložíme „zlé“ údaje, predpoveď bude zlá.