Предсказать время переломных моментов для климата оказалось невозможно

Новое исследование показывает, что неопределенности в настоящее время слишком велики, чтобы точно предсказать точное время внезапного изменения критических компонентов системы Земли, таких как Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (Atlantic meridional overturning circulation, AMOC), полярные ледниковые щиты или тропические леса.

Подобные переломные события, которые могут произойти в ответ на глобальное потепление, вызванное деятельностью человека, характеризуются быстрыми, необратимыми изменениями климата с потенциально катастрофическими последствиями. Однако, как показывает исследование, предсказать, когда могут произойти такие события, сложнее, чем считалось ранее.

Климатологи из Мюнхенского технического университета (TUM) и Потсдамского института исследований воздействия на климат (PIK) определили три основных источника неопределенности.

Во-первых, все прогнозы основаны на предположениях относительно основных физических механизмов, а также относительно будущих действий человека для экстраполяции прошлых данных в будущее. Эти предположения могут быть слишком упрощенными и приводить к значительным ошибкам.

Во-вторых, долгосрочные прямые наблюдения за климатической системой редки, и рассматриваемые компоненты системы Земли могут не быть должным образом представлены данными. В-третьих, исторические климатические данные далеко неполны.

Огромные пробелы в данных, особенно за более давний период, и методы, используемые для заполнения этих пробелов, могут привести к ошибкам в статистике, используемой для прогнозирования возможных периодов перемен.

Чтобы проиллюстрировать свои выводы, авторы исследовали AMOC, важнейшую систему океанических течений. Предыдущие прогнозы на основе исторических данных предполагали, что коллапс может произойти между 2025 и 2095 годами. Однако новое исследование показало, что неопределенности настолько велики, что эти прогнозы ненадежны.

Используя различные «отпечатки пальцев» и наборы данных, предсказанное время перемены для AMOC варьировалось от 2050 до 8065 года, даже если основные механистические предположения были верны.

Знать, что AMOC может измениться где-то в пределах 6000-летнего окна, практически бесполезно, и этот большой диапазон подчеркивает сложность и неопределенность, связанные с такими прогнозами.

Исследователи приходят к выводу, что, хотя идея прогнозирования переломных моментов климата привлекательна, реальность полна всевозможных неопределенностей. Текущие методы и данные не соответствуют поставленной задаче.

«Наше исследование — это одновременно тревожный сигнал и предостерегающая история», — говорит ведущий автор Майя Бен-Ями. «Есть вещи, которые мы до сих пор не можем предсказать, и нам необходимо инвестировать в более качественные данные и более глубокое понимание рассматриваемых систем. Ставки слишком высоки, чтобы полагаться на шаткие прогнозы».

Хотя исследование показывает, что ученые не могут надежно предсказать переломные события, возможность таких событий также нельзя исключать.

Авторы подчеркивают, что статистические методы по-прежнему очень хорошо позволяют определить, какие части климата стали более нестабильными. Сюда входит не только AMOC, но также тропические леса Амазонки и ледниковые щиты.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.