01.04.2019
Климатическое потепление запускает глобальное похолодание

Ученые Уральского федерального университета определили цикличность похолодания и потепления земного климата. Сделать подобные выводы позволило многомасштабное математическое моделирование.


Ученые провели масштабное математическое моделирование влияния арктического льда на изменение климата. Фото из личного архива Дмитрия Александрова.

Колебания климата Земли от потепления к похолоданию будут происходить постоянно, и нельзя говорить о том, что климат идет к какому-то одному непрерывному состоянию. Сделать подобные выводы позволило многомасштабное математическое моделирование влияния арктического льда на изменение климата, проведенное учеными Уральского федерального университета и поддержанное Российским научным фондом (трехлетний грант № 16-11-10095).

«Динамические переходы от потепления к похолоданию происходили многократно в истории эволюции Земли, а антропогенное воздействие и ряд естественных процессов на их фоне являются внешним шумом, лишь раскачивающим „климатические качели“, — говорит профессор кафедры теоретической и математической физики Дмитрий Александров. — Поэтому правильно ставить вопрос не о том, произойдет ли глобальное похолодание или потепление, а о том, через какое время это случится».

По словам Дмитрия Александрова, результаты выполненных научных исследований демонстрируют сложную нелинейную динамику эволюции арктического льда и земного климата в целом. Колебания физических параметров, моделирующих природные процессы и деятельность человека, приводят к возникновению случайных блужданий фазовых траекторий в окрестности бассейна притяжения предельного цикла земного климата. При этом при увеличении интенсивностей шума стохастически-индуцированные отклонения становятся более значительными и обеспечивают возникновение нерегулярных колебаний от более теплого к более холодному состояниям и обратно.

«С физической точки зрения индуцированное шумом увеличение температуры ответственно за наблюдаемое потепление земного климата, — говорит Дмитрий Александров. — Такое потепление сопровождается повышением уровня парниковых газов в земной атмосфере, приводит к росту температуры, интенсивному таянию льда в Гренландии и Антарктиде, сильному притоку пресной воды в мировой океан и повышению его уровня. Однако, как демонстрируют данные проведенного математического моделирования, локальный рост температуры резко сменяется ее падением, причем до существенно более низких по абсолютному значению величин».

Физически это объясняется нарушением общей циркуляции мирового океана. Так, например, одной из важнейших циркуляций является циркуляция воды от экватора к полюсам и обратно: у полюсов более соленая и холодная вода движется по океаническому дну в направлении экватора, где она нагревается, поднимается и идет в обратном направлении (к полюсам) вдоль поверхности океана. Однако большой приток пресной воды в мировой океан из-за масштабного таяния льда нарушает устоявшиеся циркуляции из-за меньшей плотности талой воды по сравнению с соленой морской водой. Этот механизм приводит к ослаблению поверхностных потоков теплой воды от экватора к полюсам и, в частности, к существенному ослаблению Гольфстрима, что в настоящее время зафиксировано экспериментально. Последнее сразу влечет за собой существенное похолодание в Северной Америке и Европе, а затем ведет и к похолоданию земного климата в целом и возникновению прямой угрозы существованию животных и человека на планете.

«Поскольку изменения климата имеют нерегулярный колебательный характер, похолодание затем сменится потеплением, осцилляции климата повторятся снова и снова, — отмечает Дмитрий Александров. — Поэтому климатическое потепление является механизмом, запускающим глобальное похолодание».

Для формулировки более детальных прогнозов на основе данных математического моделирования необходим учет ряда принципиально важных дополнительных факторов, влияющих на таяние льдов и динамику земного климата: колебания солнечной активности, влажность, функцию человеческой активности (работа промышленных предприятий, вырубка лесов и т. д.), опустынивание. Также необходим правильный учет влияния астрономического форсинга (изменения наклона земной оси и формы земной орбиты с течением времени).

«В целом математическое моделирование палеоклимата способно определить его эволюционное поведение, — сообщает Дмитрий Александров. — Для успешного моделирования и прогнозирования нелинейной климатической динамики необходимо учесть колебания большего количества прогностических переменных, отражающих наиболее важные физические процессы и явления природы, а вариации остальных параметров, изменяющихся менее сильно, учесть в качестве внешних шумов. Таким образом, приближенная к реальности модель климатической динамики становится стохастической, а эволюция палеоклимата в значительной степени определяется индуцированными шумом переходами между бассейнами притяжения климатических аттракторов».

Пресс-служба УрФУ.

Опубликовано на сайте УрФУ 29 марта 2019 года.

Источник:
https://urfu.ru/ru/news/26624/

ОТ РЕДАКЦИИ. Это, как говорится, первый, внешний слой информации о результатах фундаментальной работы уральских учёных, предназначенный для общественности, в первую очередь — для экологических активистов. Для специалистов же мы связались с руководителем научной группы Дмитрием Валерьевичем Александровым, который прислал нам ссылки на научные публикации в авторитетных рецензируемых научных изданиях:

 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167278915301640 

https://iopscience.iop.org/article/10.1209/0295-5075/115/40009/meta 

https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsos.171531 


Статьи / 34 / Искандер-ака / Теги: глобальное похолодание, УрФУ, изменения климата, глобальное потепление / Рейтинг: 5 / 1
Всего комментариев: 1
Сам автор признаётся, что и эта математическая модель учитывает далеко не все значимые для климатической динамики факторы: "Для формулировки более детальных прогнозов на основе данных математического моделирования необходим учет ряда принципиально важных дополнительных факторов, влияющих на таяние льдов и динамику земного климата: колебания солнечной активности, влажность, функцию человеческой активности (работа промышленных предприятий, вырубка лесов и т. д.), опустынивание. Также необходим правильный учет влияния астрономического форсинга (изменения наклона земной оси и формы земной орбиты с течением времени)" - цит. Но, в отличие от применяемых английскими и американскими научными центрами и климатическими агентствами простеньких одномерных линейных климатических моделей, уральская модель системы "атмосфера-гидросфера-гляциосфера" всё-таки показала нелинейную динамику климата. Российские математики всего лишь учли действие отрицательной обратной связи, возникающей при поступлении пресной воды в океан и модель нарисовала совершенно иную картину климатической динамики. Уже шаг вперёд. То ли ещё будет, когда в модель будут заложены перечисленные выше факторы! Скорее всего подтвердится нерегулярный колебательный характер. Колебательный характер должны обеспечивать динамика солнечной активности и астрономический форсинг, а непериодичность - антропогенный фактор: резкий рост численности населения, его концентрация в городских поселениях с их сложными инженерными системами жизнеобеспечения и возрастающими темпами энергопотребления (рост концентрации "островов теплоты" на поверхности Земли); увеличение масштабов промышленных выбросов в атмосферу (и далеко не только углекислоты); возрастание темпов сведения лесов и опустынивания ландшафтов - мощных природных регуляторов физико-химических параметров атмосферы. Э, братцы, российская наука - это вам не Англия! Здесь исходные данные для математических моделей заранее под ответ не подгоняют. Россия, сэр!
«Эко.знай» — международный сетевой ресурс экологического просвещения © 2015-2019.    Редактор — Александр Жабский.    +7-904-632-21-32,    zhabskiy@mail.ru   
Google PageRank — Ecoznay.ru — Анализ сайта