Могут ли современные климатические модели давать достоверные среднесрочные региональные прогнозы? Этим вопросом задались потсдамские ученые. (Изображение Karsten Reise, Alfred Wegener Institute) (кликните картинку для увеличения)

11.12.2012 (3:50)
Просмотров: 5007
Рейтинг: 1.00
Голосов: 4

Теги:
климат, прогнозирование,

Естественные науки >> Геология

Насколько хорошо наиболее важные климатические модели могут предсказать погодные условия на грядущий год или даже следующее десятилетие? Дорфе Хандорф [Dörthe Handorf] и Клаус Детлофф [Klaus Dethloff] из Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера оценили 23 климатических модели и опубликовали свои результаты в последнем номере международного научного журнала Tellus A. Их вывод – предстоит пройти длинный путь, прежде чем можно будет делать достоверные региональные прогнозы в масштабах времени от сезона до десятилетия. Ни одна из рассмотренных моделей не в состоянии сегодня спрогнозировать такие определяющие погоду характеристики областей высокого и низкого давления, чтобы можно было достоверно предсказать вероятность холодной зимы или сухого лета.

Наиболее важные вопросы, что в настоящее время поднимаются в климатических исследованиях, касаются последствий глобального изменения климата на уровне регионов в среднесрочной перспективе. Эти вопросы являются предметами национальных и международных исследовательских программ и будут играть большую роль в следующем всемирном докладе по климату, потому что вынужденные приспосабливаться к климатическим изменениям сообщества должны знать, какие именно изменения им следует ждать. Для энергетического сектора или сельского хозяйства, например, было бы чрезвычайно важно знать, могут ли быть достоверно предсказаны в среднесрочной перспективе преобладающие в регионе погодные условия. С учетом этого качество предсказания текущих климатических моделей на период от сезона до десятилетия имеет большое значение.

Погода на Земле в значительной степени определяется крупномасштабными характеристиками циркуляции атмосферы. Один из примеров этого – североатлантическое колебание, которое влияет на силу и положение западных ветров над Северной Атлантикой, а вследствие этого определяет пути систем низкого давления над Северной и Центральной Европой. Характеристики циркуляций такого рода [дальние корреляционные связи] распространены по всему миру и на большие расстояния определяют пространственное и временное распределение областей высокого и низкого давления. Ученые говорят в таких случаях об образовании “метеорологических центров действия", которые определяют погоду во всем регионе. В случае с североатлантическим колебанием – это известные погодные центры: Исландский минимум и Азорский максимум.

“Краткосрочные прогнозы погоды в настоящий момент являются очень надежными. Проблемы сезонных и десятилетних [среднесрочных] прогнозов связаны с большой изменчивостью и широким диапазоном эффектов обратной связи, которым подвержена циркуляция атмосферы", – объясняет метеоролог Дорфе Хандорф. Для проверки качества прогнозирования 23 климатических моделей ученые исследовали, насколько хорошо эти модели смогли воспроизвести дальние корреляционные связи атмосферных характеристик за последние 50 лет. В общей сложности 9 характеристик циркуляции были исследованы ретроспективно, четыре из них – особенно подробно. В результате оказалось, что распределение в пространстве дальних корреляционных связей атмосферных характеристик уже очень хорошо описывается некоторыми моделями. Тем не менее, ни одна из моделей не смогла достоверно воспроизвести то, насколько сильны или слабы были Исландский минимум, Азорский максимум и другие метеорологические центры действия в определенный момент времени в течение последних 50 лет, то есть распределение характеристик во времени.

“Исследователи климата по всему миру в настоящее время работают над увеличением разрешения их моделей и производительности их климатических компьютеров", – рассказывает Дорфе Хандорф, описывая очевидную и важную возможность дальнейшего улучшения качества среднесрочных прогнозов климатических моделей. Это позволит воспроизвести изменения климата в меньшем пространственном и временном масштабе. “Но будет недостаточно просто увеличить вычислительную мощность. Мы должны продолжить работу, направленную на понимание базовых процессов и взаимодействий в этой сложной системе под названием ‘атмосфера’. Даже высокомощный компьютер исчерпает все лимиты, если математические уравнения климатических моделей не описывают реальные процессы достаточно точно".

Арктика играет ключевую роль в оптимизации моделей климата. Она является одной из движущих сил климата и погоды, вместе с тем это один из регионов, в котором климат в настоящее время меняется в наибольшей степени. Кроме того, “крайний север" столь неприветлив, что данные по Арктике редки. Исходя из этого, будущие исследования потсдамских ученых пойдут в двух направлениях. Во-первых, они разрабатывают климатическую модель, которая сможет разрешить мелкомасштабные определяющие погоду процессы особенно хорошо в Арктике. Дорфе Хандорф координирует проект TORUS, который финансирует Федеральное министерство образования и научных исследований Германии в рамках программы десятилетнего прогнозирования климата MiKlip. Во-вторых, поскольку усовершенствование моделей возможно, лишь если доступны в высоком качестве полные записи данных, на 2018-2019 годы в Арктике планируется крупная международная полевая [экспедиционная] компания.

	Читать @SciLibCom Твитнуть Нравится

Николай Никитин

Также по теме:

Источники:

По материалам Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера