Как климатологи получили Нобелевскую премию?

Проблему стремительного изменения климата в очередной раз подчеркнула Нобелевская премия. В 2021 году половину награды по физике присудили климатологам Сюкуро Манабе и Клаусу Хассельманну за моделирование климата. Рассказываем о работах лауреатов.

Что такое климатическая модель

Это цифровой двойник планеты, факторы и параметры её состояния, представленные в виде цифр. К примеру, если между собой мы говорим, что ветер сильный или слабый, то в модели мы пишем его скорость (например, 5 м/с). Можно изменить какие-то параметры и посмотреть, что из этого выйдет. Допустим, если увеличить или уменьшить количество углекислого газа в виртуальной атмосфере, можно наблюдать, как этот параметр повлияет на климат: температуру, влажность, осадки.

До изобретения первых суперкомпьютеров решение системы уравнений, описывающих состояние атмосферы, занимало слишком много времени. Манабе и Хассельман начали работать в конце 50-х годов ХХ века, когда появился нужный ресурс вычислительной техники.

Сюкуро Манабе: взаимодействие атмосферы и океана

Сюкуро Манабе первый добавил в модель уравнения, которые описывали выпадение осадков и изменение влажности воздуха. Вместе с показателями температуры и солнечной радиации это давало пусть не подробную, но реальную картину того, что происходит в атмосфере. На основе этого прототипа прогноз можно было развивать и улучшать.

Кроме этого, Манабе показал, что рост концентрации углекислого газа ведёт к росту температуры. Благодаря его результатам современному человеку этот вывод кажется очевидным, и сегодня все развитые страны стремятся сократить выбросы в атмосферу.

Клаус Хассельманн: погода и климат, влияние человека

Проблема всех климатических моделей в том, что климат сам по себе — чувствительная к деталям система. Даже самые незначительные изменения приводят к новой динамике. Но как пользоваться климатическими моделями, если даже небольшая ошибка в измерении температуры приведёт к совершенно иному прогнозу? Ответ нашёл Клаус Хассельманн.

Погода меняется быстро, а климат, напротив, устойчив. Поэтому Хассельман предложил рассматривать погоду в виде шума. Его модель позволила учесть влияние погоды на климат. Благодаря ей можно отделить естественную изменчивость климата от эффектов, связанных с человеком. В основном из-за результатов Хассельманна многие климатологи уверены, что температура Земли повышается из-за человеческой деятельности.

Вклад в современные прогнозы

Ещё в 1960-е годы Сюкуро Манабе и Клаус Хассельманн заложили основы физики климата, и сегодня у нас есть более ста климатических моделей. По результатам расчётов этих моделей Межправительственная группа по изменениям климата (МГЭИК/IPCC) готовит отчёты и резюме для политиков. Благодаря им создавались, к примеру, Киотский протокол и Парижское соглашение.

Яндекс Погода тоже высчитывает параметры с помощью таких моделей. В следующий раз, когда будете выходить из дома, сверьтесь с нашими прогнозами. Даже такой небольшой и уже рутинный шаг возможен благодаря двум новоиспечённым нобелевским лауреатам по физике.