Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Схема факторов, определяющих чувствительность климата. После увеличения CO
2уровней, происходит начальное потепление. Это потепление усиливается чистым эффектом обратной связи. Самоусиливающаяся обратная связь включает таяние льда, отражающего солнечный свет, и более сильное испарение, увеличивающее средний уровень водяного пара в атмосфере ( парниковый газ ).

Чувствительность к климату - это мера того, насколько климат Земли охладится или потеплеет после изменения климатической системы, например, насколько он потеплеет при удвоении количества двуокиси углерода ( CO
2) концентрации. [1] С технической точки зрения чувствительность климата - это среднее изменение температуры поверхности Земли в ответ на изменения радиационного воздействия , разницы между поступающей и исходящей энергией на Земле . [2] Чувствительность климата является ключевой мерой в области науки о климате , [3] и зона фокусировки для климатологов, которые хотят понять конечные последствия anthroprogenic изменения климата .

Поверхность Земли нагревается как прямое следствие увеличения концентрации CO в атмосфере.
2, а также повышенная концентрация других парниковых газов, таких как закись азота и метан . Повышение температуры оказывает вторичное воздействие на климатическую систему , например, увеличение содержания водяного пара в атмосфере , который сам по себе также является парниковым газом. Поскольку ученые не знают точно, насколько сильны эти обратные связи климата , сложно точно предсказать степень потепления, которое произойдет в результате данного увеличения концентрации парниковых газов. Если чувствительность климата окажется на высоком уровне по сравнению с научными оценками, цель Парижского соглашения по ограничению глобального потепления ниже 2 ° C (3,6 ° F) будет труднодостижимой.[4]

Двумя основными типами чувствительности климата являются краткосрочная «переходная реакция климата», повышение средней глобальной температуры, которое, как ожидается, произойдет в то время, когда атмосферный CO
2концентрация увеличилась вдвое; и «равновесная чувствительность климата», более сильное долгосрочное повышение средней глобальной температуры, которое, как ожидается, произойдет после воздействия удвоения CO
2концентрация успела достичь устойчивого состояния. Чувствительность климата обычно оценивается тремя способами; использование прямых наблюдений за температурой и уровнями парниковых газов в индустриальную эпоху ; использование косвенных оценок температуры и других измерений из более далекого прошлого Земли; и моделирование различных аспектов климатической системы с помощью компьютеров.

Фон [ править ]

Скорость, с которой энергия достигает Земли в виде солнечного света и покидает Землю в виде теплового излучения в космос, должна уравновешиваться , иначе общее количество тепловой энергии на планете в любой момент времени будет увеличиваться или уменьшаться, в результате чего планета становится теплее или холоднее общий. Несбалансированность между интенсивностью приходящей и исходящей энергии излучения называется радиационным воздействием . Более теплая планета излучает тепло в космос быстрее , поэтому в конечном итоге достигается новый баланс с более высокой планетарной температурой. Однако потепление на планете также имеет косвенные последствия . Эти побочные эффекты вызывают дополнительное потепление, усиливая обратную связь.петля. Чувствительность климата - это мера того, какое изменение температуры вызовет определенное количество радиационного воздействия. [2]

Радиационное воздействие [ править ]

Основная статья: Радиационное воздействие

Радиационное воздействие обычно определяется как дисбаланс между входящей и исходящей радиацией в верхних слоях атмосферы . [5] Радиационное воздействие измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт / м 2 ), это средний дисбаланс энергии в секунду на каждый квадратный метр поверхности Земли. [6]

Изменения радиационного воздействия приводят к долгосрочным изменениям глобальной температуры. [5] На радиационное воздействие может влиять ряд факторов: повышенная нисходящая радиация из-за парникового эффекта , изменчивость солнечной радиации из-за изменений на орбите планеты , изменения солнечной радиации , прямые и косвенные эффекты, вызванные аэрозолями (например, изменения альбедо из-за облачности) и изменений в землепользовании (например, вырубка лесов или потеря отражающего ледяного покрова). [6] В современных исследованиях хорошо изучено радиационное воздействие парниковых газов. По состоянию на 2019 год для аэрозолей остается большая неопределенность. [7]

Ключевые цифры [ править ]

Двуокись углерода ( CO
2Уровни) возросла с 280 частей на миллион (частей на миллион) в восемнадцатом веке, когда люди в промышленной революции начал гореть значительные количества ископаемого топлива , таких как уголь, до более чем 415 частей на миллион к 2020 г. В качестве СО
2является парниковым газом , он препятствует выходу тепловой энергии из атмосферы Земли. В 2016 г. атмосферный CO
2уровни увеличились на 45% по сравнению с доиндустриальными уровнями, а радиационное воздействие, вызванное увеличением CO
2была уже более чем на 50% выше, чем в доиндустриальные времена (из-за нелинейных эффектов). [8] [примечание 1] С начала промышленной революции в восемнадцатом веке до 2020 года температура Земли повысилась чуть более чем на один градус Цельсия (около двух градусов по Фаренгейту). [9]

Социальное значение [ править ]

Поскольку экономические показатели смягчения последствий изменения климата во многом зависят от того, насколько быстро должна быть достигнута углеродная нейтральность , оценки чувствительности климата могут иметь важные экономические и политические последствия. Одно исследование предполагает, что уменьшение вдвое неопределенности значения переходной реакции климата (TCR) может сэкономить триллионы долларов. [10] Ученые не уверены в точности оценок увеличения выбросов парниковых газов в отношении будущей температуры - более высокая чувствительность климата будет означать более резкое повышение температуры - что делает более разумными принятие значительных климатических мер. [11] Если чувствительность климата окажется на высоком уровне, по оценкам ученых, будет невозможно достичьЦель Парижского соглашения - ограничить глобальное потепление значительно ниже 2 ° C; повышение температуры превысит этот предел, по крайней мере, временно. Одно исследование показало, что выбросы не могут быть сокращены достаточно быстро для достижения цели 2 ° C, если равновесная чувствительность климата (долгосрочная мера) превышает 3,4 ° C (6,1 ° F). [4] Чем более чувствительна климатическая система к изменениям концентраций парниковых газов, тем больше вероятность того, что будут десятилетия, когда температура будет намного выше или намного ниже долгосрочного среднего значения. [12] [13]

Вклады в чувствительность климата [ править ]

Радиационное воздействие - один из компонентов чувствительности климата. Радиационное воздействие, вызванное удвоением атмосферного CO
2уровень (от доиндустриального 280 частей на миллион) составляет примерно 3,7 Вт на квадратный метр (Вт / м 2 ). В отсутствие обратной связи этот энергетический дисбаланс в конечном итоге приведет к глобальному потеплению примерно на 1 ° C (1,8 ° F) . Эту цифру легко вычислить, используя закон Стефана-Больцмана [примечание 2] [14], и она неоспорима. [15]

Еще один вклад вносят обратные связи климата , как усугубляющие, так и подавляющие . [16] Неопределенность в оценках чувствительности климата обусловлено исключительно моделирования обратных связей в климатической системе, в том числе обратной связи водяного пара , лед-альбедо обратной связи , обратной связи облаков и скорость замедленной обратной связи. [15] Подавление обратной связи, как правило, противодействует потеплению, увеличивая скорость излучения энергии в космос с более теплой планеты. Обостряющие обратные связи усиливают потепление; например, более высокие температуры могут вызвать таяние льда, уменьшая площадь льда и количество солнечного света, которое он отражает, в результате чего меньше тепловой энергии излучается обратно в космос. Чувствительность климата зависит от баланса между этими обратными связями. [14]


Меры чувствительности климата [ править ]

Схема того, как разные показатели чувствительности климата соотносятся друг с другом

В зависимости от шкалы времени существует два основных способа определения чувствительности климата: краткосрочная переходная реакция климата (TCR) и долгосрочная равновесная чувствительность климата (ECS), которые оба включают потепление в результате обострения контуров обратной связи . Это не отдельные категории; они перекрываются. Чувствительность к атмосферному CO
2Увеличение измеряется в количестве изменения температуры для удвоения атмосферного CO
2концентрация. [17] [18]

Хотя «чувствительность климата» обычно используется для определения чувствительности к радиационному воздействию, вызванному повышением содержания CO в атмосфере.
2, это общее свойство климатической системы. Другие агенты также могут вызывать радиационный дисбаланс. Чувствительность климата - это изменение температуры приземного воздуха на единицу изменения радиационного воздействия , поэтому параметр чувствительности климата [примечание 3] выражается в единицах ° C / (Вт / м 2 ). Чувствительность климата примерно одинакова, независимо от причины радиационного воздействия (например, от парниковых газов или изменения солнечной активности ). [19] Когда чувствительность климата выражается как изменение температуры для определенного уровня атмосферного CO.
2вдвое выше доиндустриального уровня, его единицы - градусы Цельсия (° C).

Переходная реакция климата [ править ]

Переходный климатический отклик (TCR) определяется как «изменение средней глобальной приземной температуры, усредненной за 20-летний период, с центром во время удвоения атмосферного углекислого газа, в моделировании климата», в котором атмосферный CO
2концентрация увеличивается на 1% в год. [20] Эта оценка получена с использованием более краткосрочного моделирования. [21] Переходная реакция ниже, чем равновесная чувствительность климата, потому что более медленные обратные связи, которые усугубляют повышение температуры, требуют больше времени, чтобы полностью отреагировать на увеличение концентрации CO в атмосфере.
2концентрация. Например, глубокому океану требуется много столетий, чтобы достичь нового устойчивого состояния после возмущения; в это время он продолжает служить радиатором , охлаждающим верхний слой океана. [22] По оценкам литературы МГЭИК, TCR, вероятно, находится в диапазоне от 1 ° C (1,8 ° F) до 2,5 ° C (4,5 ° F). [23]

Связанная с этим мера - это временная реакция климата на совокупные выбросы углерода (TCRE), которая представляет собой глобальное усредненное изменение температуры поверхности после 1000 ГтС CO.
2был выпущен. [24] Таким образом, он включает в себя не только обратную связь температуры с воздействием, но также обратную связь углеродного цикла и углеродного цикла. [25]

Равновесная чувствительность климата [ править ]

Равновесная чувствительность климата (ECS) - это долгосрочное повышение температуры (равновесная средняя глобальная температура приземного воздуха ), которое ожидается в результате удвоения концентрации CO в атмосфере.
2концентрация (ΔT 2 × ). Это прогноз новой глобальной средней приземной температуры воздуха после того, как CO
2концентрация перестала расти, и большинство отзывов успели полностью подействовать. Достижение равновесной температуры может занять столетия или даже тысячелетия после CO.
2удвоился. ECS выше, чем TCR из-за краткосрочного буферного эффекта океанов. [18] Компьютерные модели используются для оценки ECS. [26] Комплексная оценка означает моделирование всего периода времени, в течение которого значительные обратные связи продолжают изменять глобальные температуры в модели; например, для полного уравновешивания температур океана требуется запуск компьютерной модели, охватывающей тысячи лет. Однако существуют методы, требующие меньших вычислительных затрат . [27]

В Пятом оценочном отчете МГЭИК ( AR5 ) говорится, что «существует высокая степень уверенности в том, что ECS крайне маловероятно будет ниже 1 ° C, а средняя достоверность - что ECS, вероятно, будет между 1,5 ° C и 4,5 ° C и очень маловероятно больше, чем 6 ° C ". [28] Долгие временные рамки, связанные с ECS, делают его, возможно, менее актуальной мерой для принятия политических решений в отношении изменения климата. [29]

Эффективная чувствительность климата [ править ]

Распространенным приближением к ECS является эффективная равновесная чувствительность климата. Эффективная чувствительность климата - это оценка равновесной чувствительности климата с использованием данных климатической системы либо в модели, либо в реальных наблюдениях, которая еще не находится в равновесии. [20] Оценки предполагают, что результирующий эффект усиления обратной связи (измеренный после некоторого периода потепления) впоследствии останется постоянным. [30] Это не обязательно так, поскольку обратная связь может меняться со временем . [31] [20] Во многих климатических моделях обратная связь со временем усиливается, так что эффективная чувствительность климата ниже, чем реальная ECS. [32]

Чувствительность системы Земля [ править ]

По определению, равновесная чувствительность климата не включает в себя обратные связи, на возникновение которых уходят тысячелетия, такие как долгосрочные изменения альбедо Земли из-за изменений ледяных щитов и растительности. Он действительно включает медленный отклик глубокого потепления океана, который также занимает тысячелетия, и поэтому ECS не отражает реального будущего потепления, которое произойдет, если CO
2стабилизируется на двойных доиндустриальных значениях. [33] Чувствительность земной системы (ESS) включает в себя эффекты этих более медленных петель обратной связи, такие как изменение альбедо Земли в результате таяния больших континентальных ледяных щитов (которые покрывали большую часть северного полушария во время последнего ледникового максимума и в настоящее время покрывают Гренландия и Антарктида ). Также включены изменения альбедо в результате изменений растительности и изменения циркуляции океана. [34] [35] Эти долговременные петли обратной связи делают ESS больше, чем ECS - возможно, вдвое больше. Данные из геологической истории Землииспользуется для оценки ESS. Различия между современными и давно прошедшими климатическими условиями означают, что оценки будущего ESS весьма неопределенны. [36] Как и для ECS и TCR, углеродный цикл не включен в определение ESS, но все другие элементы климатической системы включены. [37]

Чувствительность к характеру воздействия [ править ]

Различные факторы воздействия, такие как парниковые газы и аэрозоли, можно сравнивать, используя их радиационное воздействие (которое представляет собой начальный радиационный дисбаланс, усредненный по всему земному шару). Чувствительность климата - это количество потепления на радиационное воздействие. В первом приближении не имеет значения, является ли причина радиационного дисбаланса парниковыми газами или чем-то еще. Однако радиационное воздействие от источников, отличных от CO
2может вызвать несколько большее или меньшее нагревание поверхности, чем аналогичное радиационное воздействие из-за CO
2; количество обратной связи варьируется, главным образом потому, что эти воздействия неравномерно распределены по земному шару . Вынужденные воздействия, которые изначально сильнее нагревают северное полушарие, сушу или полярные регионы , систематически более эффективны при изменении температуры, чем эквивалентное воздействие из-за CO
2, воздействие которого более равномерно распределено по земному шару. Это потому, что в этих регионах больше самоусиливающихся обратных связей, таких как обратная связь альбедо льда. Несколько исследований показывают, что аэрозоли, выделяемые человеком, более эффективны, чем CO.
2при изменении глобальных температур, а вулканическое воздействие менее эффективно. [38] Когда чувствительность климата к CO
2воздействие оценивается с использованием исторической температуры и воздействия (вызванного смесью аэрозолей и парниковых газов), и этот эффект не принимается во внимание, чувствительность климата будет недооценена. [39]

Государственная зависимость [ править ]

Впечатление художника от состояния Земли как снежного кома.

В то время как чувствительность климата определяется как краткосрочное или долгосрочное изменение температуры в результате удвоения концентрации CO
2, есть свидетельства того, что чувствительность климатической системы Земли непостоянна. Например, на планете есть полярные льды и высокогорные ледники . Пока лед на Земле полностью не растает, обостряющаяся петля обратной связи альбедо льда делает систему в целом более чувствительной. [40] Считается, что на протяжении всей истории Земли было несколько периодов, когда снег и лед покрывали почти весь земной шар. В большинстве моделей этого состояния «Земля-снежный ком» части тропиков, по крайней мере, периодически были свободны от ледяного покрова. По мере того, как лед приближался или отступал, чувствительность климата была бы очень высокой, так как большие изменения площади ледяного покрова привели бы к очень сильной обратной связи между льдом и альбедо.. Считается, что изменения вулканического состава атмосферы обеспечили радиационное воздействие, необходимое для выхода из состояния снежного кома. [41]

Равновесная чувствительность климата может меняться вместе с климатом.

На протяжении четвертичного периода (последние 2,58 миллиона лет) климат колебался между ледниковыми периодами , последним из которых был Максимум последнего оледенения , и межледниковыми периодами , самым последним из которых является текущий голоцен , но чувствительность климата затруднена. определить в этот период. Палеоцена-эоцена Thermal Maximum , около 55,5 миллионов лет назад, было необычно тепло, и , возможно , были охарактеризованы выше средней чувствительности климата. [42]

Чувствительность климата может измениться еще больше, если пересечь переломные моменты . Маловероятно, что переломные моменты вызовут краткосрочные изменения чувствительности климата. Если переломный момент пересечен, ожидается, что чувствительность климата изменится во временном масштабе подсистемы, которая достигает переломного момента. Особенно если существует несколько взаимодействующих переломных моментов, переход климата в новое состояние может быть трудно обратить вспять. [43]

Два наиболее часто используемых определения чувствительности климата определяют состояние климата: ECS и TCR определены для удвоения по отношению к CO.
2уровни в доиндустриальную эпоху. Из-за возможных изменений чувствительности климата климатическая система может нагреться на другую величину после второго удвоения CO.
2чем после первого удвоения. Ожидается, что влияние любого изменения чувствительности климата будет небольшим или пренебрежимо малым в первом столетии после дополнительных выбросов CO.
2выбрасывается в атмосферу. [40]

Оценка чувствительности климата [ править ]

Исторические оценки [ править ]

Сванте Аррениус в 19 ​​веке был первым человеком, который количественно определил глобальное потепление как следствие удвоения CO.
2концентрация. В своей первой статье по этому вопросу он подсчитал, что глобальная температура повысится примерно на 5-6 ° C (от 9,0 до 10,8 ° F), если количество CO
2был удвоен. В более поздних работах он пересмотрел эту оценку до 4 ° C (7,2 ° F). [44] Аррениус использовал наблюдения Сэмюэля Пирпонта Лэнгли радиации, испускаемой полной луной, чтобы оценить количество радиации, которая была поглощена водяным паром и CO.
2. Чтобы учесть обратную связь водяного пара, он предположил, что относительная влажность останется неизменной при глобальном потеплении. [45] [46]

Первый расчет чувствительности климата с использованием подробных измерений спектров поглощения и первый расчет с использованием компьютера для численного интегрирования переноса излучения через атмосферу был выполнен Сюкуро Манабе и Ричардом Ветеральдом в 1967 году. [47] Предполагая постоянную влажность, они рассчитали равновесная чувствительность климата 2,3 ° C на удвоение CO
2(которое они округлили до 2 ° C, значения, которое чаще всего цитируется в их работе, в аннотации к статье). Эта работа была названа «возможно, величайшим научным исследованием климата всех времен» [48] и «самым влиятельным исследованием климата всех времен». [49]

Комитет по антропогенным глобальным потеплением , созванный в 1979 году Национальной академии наук США и возглавляется Юле Чарни , [50] оценивается чувствительность климата в равновесном состоянии быть 3 ° C (5,4 ° F), плюс или минус 1,5 ° С (2,7 ° F). Оценка Манабе и Ветеральда (2 ° C (3,6 ° F)), оценка Джеймса Э. Хансена в 4 ° C (7,2 ° F) и модель Чарни были единственными моделями, доступными в 1979 году. По словам Манабе, выступая в 2004, «Чарни выбрал 0,5 ° C в качестве разумного предела погрешности, вычел его из числа Манабе и прибавил его к числу Хансена, что привело к диапазону вероятной чувствительности климата от 1,5 до 4,5 ° C (от 2,7 до 8,1 ° F). появлялись во всех оценках теплиц с… » [51]В 2008 году климатолог Стефан Рамсторф сказал: «В то время [он был опубликован] диапазон [неопределенности] [оценки отчета Чарни] находился на очень шаткой почве. С тех пор многие значительно улучшенные модели были разработаны для ряда климатических условий. исследовательские центры по всему миру ". [15]

Межправительственная группа экспертов по изменению климата [ править ]

Исторические оценки чувствительности климата по оценкам МГЭИК. Первые три отчета дали качественный вероятный диапазон, а четвертый и пятый оценочные отчеты формально дали количественную оценку неопределенности. Вероятность темно-синего диапазона составляет более 66%. [52] [53]

Несмотря на значительный прогресс в понимании климатической системы Земли , оценки продолжали сообщать об аналогичных диапазонах неопределенности для чувствительности климата в течение некоторого времени после отчета Чарни 1979 года. [54] Согласно Первому оценочному докладу МГЭИК за 1990 г. , равновесная чувствительность климата к удвоению CO
2лежит между 1,5 и 4,5 ° C (2,7 и 8,1 ° F), с «наилучшим предположением в свете современных знаний» 2,5 ° C (4,5 ° F). [55] В этом отчете использовались модели с упрощенным представлением динамики океана . В дополнительном отчете МГЭИК, 1992 г. , в котором использовались модели полной циркуляции океана , не было «убедительных причин для изменения» оценки 1990 г .; [56] и во втором оценочном докладе МГЭИК говорится, что «нет веских причин для изменения [этих оценок]». [57] В этих отчетах большая часть неопределенности в отношении чувствительности климата объяснялась недостаточным знанием облачных процессов. Третий оценочный доклад МГЭИК 2001 г.также сохранил этот вероятный диапазон. [58]

Авторы Четвертого оценочного доклада МГЭИК за 2007 год [52] заявили, что доверие к оценкам равновесной чувствительности климата значительно возросло после Третьего годового отчета. [59] Авторы IPCC пришли к выводу, что ECS, скорее всего, будет выше 1,5 ° C (2,7 ° F) и, вероятно, будет находиться в диапазоне от 2 до 4,5 ° C (от 3,6 до 8,1 ° F) с наиболее вероятным значением около 3 ° C (5,4 ° F). МГЭИК заявила, что по фундаментальным физическим причинам и ограничениям данных нельзя исключать чувствительность климата выше 4,5 ° C (8,1 ° F), но что оценки чувствительности климата в вероятном диапазоне лучше согласуются с данными наблюдений и косвенными показателями климата. данные . [59]

В Пятом оценочном докладе МГЭИК за 2013 год был возвращен предыдущий диапазон от 1,5 до 4,5 ° C (от 2,7 до 8,1 ° F) (с высокой степенью достоверности), поскольку некоторые оценки с использованием данных промышленного возраста оказались низкими. (См. Подробности в следующем разделе.) [18] В отчете также говорится, что ECS крайне маловероятно будет ниже 1 ° C (1,8 ° F) (высокая степень достоверности), и очень маловероятно, что будет выше 6 ° C ( 11 ° F) (средняя достоверность). Эти значения были оценены путем объединения имеющихся данных с экспертной оценкой. [53]

Когда Ipcc начала выпускать свой шестой оценочный отчет МГЭИК, многие климатические модели стали показывать более высокую чувствительность климата. Оценки равновесной чувствительности климата изменились с 3,2 ° C до 3,7 ° C, а оценки переходной реакции климата с 1,8 ° C до 2,0 ° C. Вероятно, это связано с лучшим пониманием роли облаков и аэрозолей. [60]

Методы оценки [ править ]

Использование промышленного возраста (1750-настоящее время ) данные [ править ]

Чувствительность климата можно оценить с помощью наблюдаемого повышения температуры, наблюдаемого поглощения тепла океаном и смоделированного или наблюдаемого радиационного воздействия. Эти данные связаны посредством простой модели энергетического баланса для расчета чувствительности климата. [61] Радиационное воздействие часто моделируется, потому что спутники наблюдения Земли, которые его измеряют, существовали только часть индустриальной эпохи (только с середины 20-го века). Оценки чувствительности климата, рассчитанные с использованием этих глобальных энергетических ограничений, всегда были ниже, чем оценки, рассчитанные с использованием других методов [62], около 2 ° C (3,6 ° F) или ниже. [61] [63] [64] [65]

Оценки переходной реакции климата (TCR), рассчитанные на основе моделей и данных наблюдений, можно согласовать, если принять во внимание, что меньше измерений температуры проводится в полярных регионах, которые нагреваются быстрее, чем Земля в целом . Если при оценке модели используются только регионы, для которых доступны измерения, различия в оценках TCR незначительны. [18] [66]

Очень простая климатическая модель могла бы оценить чувствительность климата на основе данных индустриального возраста [15] , ожидая, пока климатическая система достигнет равновесия, и затем измеряя результирующее потепление, Δ T eq (° C). Тогда станет возможным вычисление равновесной чувствительности климата S (° C) с использованием радиационного воздействия Δ F (Вт / м 2 ) и измеренного повышения температуры. Радиационное воздействие в результате удвоения CO
2, F 2 CO 2 , относительно хорошо известен, около 3,7 Вт / м 2 . Объединение этой информации приводит к следующему уравнению:

.

Однако климатическая система не находится в равновесии. Фактическое потепление отстает от равновесного потепления, в основном потому, что океаны поглощают тепло, и для достижения равновесия потребуются столетия или тысячелетия. [15] Оценка чувствительности климата по данным промышленного возраста требует корректировки приведенного выше уравнения. Фактическое воздействие, которое ощущает атмосфера, - это радиационное воздействие за вычетом поглощения тепла океаном, H (Вт / м 2 ), поэтому чувствительность климата можно оценить следующим образом:

Глобальное повышение температуры между началом промышленного периода ( принятое за 1750 г. ) и 2011 г. составило около 0,85 ° C (1,53 ° F). В 2011 г. радиационное воздействие CO
2и другие долгоживущие парниковые газы - в основном метан , закись азота и хлорфторуглероды  - испускаемые с восемнадцатого века, составляли примерно 2,8 Вт / м 2 . Воздействие климата, Δ F , также включает вклады солнечной активности (+0,05 Вт / м 2 ), аэрозолей (-0,9 Вт / м 2 ), озона (+0,35 Вт / м 2 ) и других меньших влияний, в результате чего общая воздействие за промышленный период до 2,2 Вт / м 2 , согласно наилучшей оценке ДО5 МГЭИК, со значительной неопределенностью. [67] Поглощение тепла океаном оценивается в ОД5 МГЭИК как 0,42 Вт / м 2 , [68]дает значение S, равное 1,8 ° C (3,2 ° F).

Другие стратегии [ править ]

Теоретически, температуры индустриального века также можно использовать для определения временной шкалы температурной реакции климатической системы и, следовательно, чувствительности климата: [69] если эффективная теплоемкость климатической системы известна, а временная шкала оценивается с использованием автокорреляция измеренной температуры позволяет получить оценку чувствительности климата. Однако на практике одновременное определение шкалы времени и теплоемкости затруднено. [70] [71] [72]

Были предприняты попытки использовать 11-летний солнечный цикл для ограничения переходной реакции климата. [73] Солнечное излучение примерно на 0,9 Вт / м 2 выше во время солнечного максимума, чем во время солнечного минимума , и последствия этого можно наблюдать в измеренных средних глобальных температурах за период 1959–2004 годов. [74] К сожалению, солнечные минимумы в этот период совпали с извержениями вулканов, которые оказывают охлаждающее воздействие на глобальную температуру.. Поскольку извержения вызвали большее и менее точно определяемое количественное уменьшение радиационного воздействия, чем уменьшение солнечного излучения, сомнительно, можно ли сделать полезные количественные выводы из наблюдаемых колебаний температуры. [75]

Наблюдения за извержениями вулканов также использовались, чтобы попытаться оценить чувствительность климата, но поскольку аэрозоли от одного извержения сохраняются в атмосфере не более двух лет, климатическая система никогда не сможет приблизиться к равновесию, и охлаждение меньше, чем было бы, если бы аэрозоли оставались в атмосфере дольше. Следовательно, извержения вулканов дают информацию только о нижней границе временной чувствительности климата. [76]

Использование данных из прошлого Земли [ править ]

Историческую чувствительность климата можно оценить с помощью реконструкций прошлых температур Земли и CO.
2уровни. Палеоклиматологи изучали различные геологические периоды, такие как теплый плиоцен (от 5,3 до 2,6 миллиона лет назад) и более холодный плейстоцен (от 2,6 миллиона до 11700 лет назад) [77], ища периоды, которые в некотором роде аналогичны текущему климату или информативны о нем. изменять. Климаты более ранней истории Земли изучать труднее, потому что о них доступно меньше данных. Например, прошлый CO
2Концентрации могут быть получены из воздуха, заключенного в ледяных кернах , но по состоянию на 2020 год самому старому сплошному ледяному керну менее одного миллиона лет. [78] Недавние периоды, такие как Последний максимум ледникового периода (LGM) (около 21 000 лет назад) и средний голоцен (около 6000 лет назад), часто изучаются, особенно когда становится доступным больше информации о них. [79] [80]

Оценка чувствительности 2007 года, сделанная с использованием данных за последние 420 миллионов лет, согласуется с чувствительностью текущих климатических моделей и другими определениями. [81] позднепалеоценовый термический максимум (около 55500000 лет назад), 20000-летний период , в течение которого огромное количество углерода вошел в атмосферу и средние глобальные температуры увеличились примерно на 6 ° C (11 ° F), также обеспечивает хорошая возможность изучить климатическую систему, когда она была в теплом состоянии. [82] Исследования последних 800 000 лет показали, что чувствительность климата была выше в ледниковые периоды, чем в межледниковые периоды. [83]

Как следует из названия, LGM был намного холоднее, чем сегодня; есть хорошие данные по атмосферному CO
2концентрации и радиационное воздействие в этот период. [84] Хотя орбитальное воздействие отличалось от нынешнего, оно мало повлияло на среднегодовые температуры. [85] Оценить чувствительность климата по LGM можно несколькими способами. [84] Один из способов - напрямую использовать оценки глобального радиационного воздействия и температуры. Однако набор механизмов обратной связи, активных во время LGM, может отличаться от обратных связей, вызванных удвоением CO.
2в настоящее время вносит дополнительную неопределенность. [85] [86] В другом подходе модель средней сложности используется для моделирования условий во время LGM. Выполняется несколько версий этой единой модели с разными значениями, выбранными для неопределенных параметров, так что каждая версия имеет свой ECS. Результаты, которые лучше всего имитируют наблюдаемое охлаждение во время LGM, вероятно, дают наиболее реалистичные значения ECS. [87]

Использование климатических моделей [ править ]

Частотное распределение равновесной чувствительности климата на основе моделирования удвоения CO
2. [88] Каждая симуляция модели дает разные оценки процессов, которые ученые недостаточно понимают. Некоторые модели приводят к потеплению менее 2 ° C (3,6 ° F) или значительно более 4 ° C (7,2 ° F). [88] Однако положительный перекос , который также обнаружен в других исследованиях, [89] предполагает, что если концентрации углекислого газа удваиваются, вероятность большого или очень большого повышения температуры больше, чем вероятность небольшого увеличения. [88]

Климатические модели используются для моделирования СО
2-приводимое потепление будущего, а также прошлого. Они работают на принципах, аналогичных тем базовым моделям, которые предсказывают погоду , но сосредоточены на более долгосрочных процессах. Модели климата обычно начинаются с начального состояния, затем применяют физические законы и знания о биологии для создания последующих состояний. Как и в случае с погодным моделированием, ни один компьютер не может смоделировать полную сложность всей планеты, поэтому используются упрощения, чтобы уменьшить эту сложность до чего-то управляемого. Важное упрощение делит атмосферу Земли на модельные ячейки. Например, атмосфера может быть разделена на кубы воздуха со стороной десять или сто километров. Каждая модельная ячейка рассматривается как однородная. Расчеты для модельных ячеек намного быстрее, чем попытки моделировать каждую молекулу воздуха отдельно. [90]

Более низкое разрешение модели (большие ячейки модели, большие временные шаги) требует меньше вычислительной мощности, но не может моделировать атмосферу с такой детальностью. Модель не может моделировать процессы, размер которых меньше размера ячеек модели, или более короткие, чем один временной шаг. Следовательно, эффекты этих более мелкомасштабных (и более краткосрочных) процессов необходимо оценивать с помощью других методов. Физические законы, содержащиеся в моделях, также могут быть упрощены для ускорения вычислений. Биосфера должна быть включена в климатических моделях. Воздействие биосферы оценивается с использованием данных о среднем поведении среднего растительного сообщества территории в смоделированных условиях. Таким образом, чувствительность к климату - это новое свойство.этих моделей; он не прописан, а следует из взаимодействия всех моделируемых процессов. [18]

Для оценки чувствительности климата модель запускается с использованием различных радиационных воздействий (быстрое удвоение, постепенное удвоение или последующие выбросы за прошлые периоды), а результаты температуры сравниваются с примененным воздействием. Различные модели дают разные оценки чувствительности климата, но они, как правило, попадают в один и тот же диапазон, как описано выше.

Тестирование, сравнения и оценки [ править ]

Моделирование климатической системы может привести к широкому спектру результатов. Модели часто запускаются с использованием различных вероятных параметров в их приближении к физическим законам и поведению биосферы, образуя возмущенный физический ансамбль, который пытается смоделировать чувствительность климата к различным типам и количеству изменений каждого параметра. Альтернативно, структурно различные модели, разработанные в разных учреждениях, объединяются, образуя ансамбль. Выбрав только те модели, которые могут хорошо имитировать некоторую часть исторического климата, можно сделать ограниченную оценку чувствительности климата. Одна из стратегий получения более точных результатов - уделять больше внимания климатическим моделям, которые в целом работают хорошо. [91]

Модель тестируется с использованием наблюдений, данных палеоклимата или того и другого, чтобы убедиться, что она точно их воспроизводит. В противном случае ищутся неточности в физической модели и параметризации, а модель модифицируется. Для моделей, используемых для оценки чувствительности климата, ищутся конкретные тестовые параметры, которые напрямую и физически связаны с чувствительностью климата; примерами таких показателей являются глобальные закономерности потепления [92], способность модели воспроизводить наблюдаемую относительную влажность в тропиках и субтропиках [93] модели теплового излучения, [94] и изменчивость температуры в долгосрочной перспективе. историческое потепление. [95] [96] [97]Ансамблевые климатические модели, разработанные различными учреждениями, как правило, дают ограниченные оценки ECS, которые немного превышают 3 ° C (5,4 ° F); модели с ECS немного выше 3 ° C (5,4 ° F) имитируют вышеуказанные ситуации лучше, чем модели с более низкой чувствительностью к климату. [98]

Существует множество проектов и групп, которые сравнивают и анализируют результаты нескольких моделей. Например, проект взаимного сравнения связанных моделей (CMIP) реализуется с 1990-х годов. [99]

В рамках подготовки к шестому докладу МГЭИК 2021 года научными группами по всему миру были разработаны модели климата нового поколения. [100] [101] Средняя расчетная чувствительность климата увеличилась на этапе 6 Проекта взаимного сравнения связанных моделей (CMIP6) по сравнению с предыдущим поколением, со значениями в диапазоне от 1,8 до 5,6 ° C (от 3,2 до 10,1 ° F) по 27 моделям глобального климата и превышающая 4,5 ° C (8,1 ° F) в 10 из них. [102] [103] Причина увеличения ECS кроется в основном в улучшенном моделировании облаков; В настоящее время считается, что повышение температуры вызывает более резкое уменьшение количества низких облаков, а меньшее количество низких облаков означает, что больше солнечного света поглощается планетой, а не отражается обратно в космос.[102] [104] [105] Однако модели с самыми высокими значениями ECS не соответствуют наблюдаемому потеплению. [106]

Примечания [ править ]

  1. ^ CO
    2    уровень в 2016 г. составил 403 ppm, что менее чем на 50% выше, чем доиндустриальный уровень CO.
    2    концентрация 278 ppm. Однако из-за того, что повышенные концентрации имеют постепенно меньший эффект потепления, Земля уже прошла более половины пути к удвоению радиационного воздействия, вызванного CO.
    2    .
  2. ^ Расчет производится следующим образом. В равновесии энергия входящего и выходящего излучения должна уравновешиваться. Уходящее излучениеопределяется законом Стефана-Больцмана :. Когда входящее излучение увеличивается, исходящее излучение и, следовательно, температура также должны увеличиваться. Повышение температуры, непосредственно вызванное этим дополнительным радиационным воздействием, из-за удвоения CO
    2     тогда дается
    .
    Учитывая эффективную температуру 255 К (-18 ° C; -1 ° F), постоянную скорость градиента , значение постоянной Стефана-Больцмана 5,67 Вт / м 2 · K −4 и около 4 Вт / м 2 , это уравнение дает чувствительность климата мира без обратной связи примерно на 1 К.
  3. ^ Здесь используется определение IPCC. В некоторых других источниках параметр чувствительности климата называют просто чувствительностью климата. Параметр, обратный этому параметру, называется параметром обратной связи с климатом и выражается в (Вт / м 2 ) / ° C.

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Что такое" чувствительность климата "?" . Метеорологический офис . Дата обращения 14 февраля 2020 .
  2. ^ a b Участники проекта PALAEOSENS (ноябрь 2012 г.). «Понимание чувствительности палеоклимата» (PDF) . Природа . 491 (7426): 683–691. Bibcode : 2012Natur.491..683P . DOI : 10.1038 / nature11574 . ЛВП : 2078,1 / 118863 . PMID 23192145 . S2CID 2840337 .   
  3. ^ «Климатическая чувствительность: информационный бюллетень» (PDF) . Правительство Австралии. Департамент окружающей среды.
  4. ^ а б Танака К., О'Нил BC (2018). «Цель Парижского соглашения по нулевым выбросам не всегда согласуется с целевыми показателями температуры 1,5 ° C и 2 ° C». Изменение климата природы . 8 (4): 319–324. DOI : 10.1038 / s41558-018-0097-х . ISSN 1758-6798 . S2CID 91163896 .  
  5. ^ a b «Объяснение: радиационное воздействие» . MIT News . Проверено 30 марта 2019 .
  6. ^ Б Изменение климата: Научная оценка МГЭИК (1990), Доклад , подготовленный для Межправительственной группы экспертов по изменению климата Рабочей группы I, Houghton JT, Дженкинс GT, Ephraums JJ (ред.), Глава 2, радиационное воздействия климата Архивированного 2018- 08-08 у Wayback Machine , стр. 41–68.
  7. ^ Myhre et al. 2013 ; Ларсон Э.Дж., Портманн Р.В. (12 ноября 2019 г.). «Антропогенный аэрозоль вызывает неопределенность в будущих усилиях по смягчению последствий изменения климата» . Научные отчеты . 9 (1): 16538. Bibcode : 2019NatSR ... 916538L . DOI : 10.1038 / s41598-019-52901-3 . ISSN 2045-2322 . PMC 6851092 . PMID 31719591 .   
  8. ^ Myhre G, Myhre CL, Forster PM, Shine KP (2017). «На полпути к удвоению радиационного воздействия CO2» (PDF) . Природа Геонауки . 10 (10): 710–711. Bibcode : 2017NatGe..10..710M . DOI : 10.1038 / ngeo3036 .
  9. ↑ Watts J (8 октября 2018 г.). «У нас есть 12 лет, чтобы ограничить катастрофу, связанную с изменением климата, - предупреждает ООН» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Дата обращения 13 февраля 2020 . 
  10. ^ Надежда C (ноябрь 2015 г.). «Стоимость более 10 триллионов долларов за лучшую информацию о переходной реакции климата» . Философские труды. Серия A, математические, физические и технические науки . 373 (2054): 20140429. Bibcode : 2015RSPTA.37340429H . DOI : 10,1098 / rsta.2014.0429 . PMID 26438286 . 
  11. ^ Freeman MC, Wagner G, Zeckhauser RJ (ноябрь 2015). «Неопределенность чувствительности климата: когда хорошие новости - плохие?» (PDF) . Философские труды. Серия A, математические, физические и технические науки . 373 (2055): 20150092. Bibcode : 2015RSPTA.37350092F . DOI : 10,1098 / rsta.2015.0092 . PMID 26460117 . S2CID 13843499 .   
  12. ^ Дайк J (24 июля 2019). «Мнение: Европа горит точно так же, как ученые предлагают пугающую правду об изменении климата» . Независимый . Проверено 26 июля 2019 .
  13. ^ Nijsse FJ, Cox PM, Huntingford C, Williamson MS (2019). «Десятилетняя изменчивость глобальной температуры сильно увеличивается с чувствительностью климата» (PDF) . Изменение климата природы . 9 (8): 598–601. Bibcode : 2019NatCC ... 9..598N . DOI : 10.1038 / s41558-019-0527-4 . ISSN 1758-6798 . S2CID 198914522 .   
  14. ^ а б Роу Джи (2009). «Отзывы, сроки и видение красного». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 37 (1): 93–115. Bibcode : 2009AREPS..37 ... 93R . DOI : 10.1146 / annurev.earth.061008.134734 . S2CID 66109238 . 
  15. ^ а б в г е Рамсторф С (2008). «Антропогенное изменение климата: возвращаясь к фактам» (PDF) . В Zedillo E (ред.). Глобальное потепление: взгляд за пределы Киото . Издательство Брукингского института. С. 34–53.
  16. ^ Lenton TM, Rockström J, Gaffney O, Rahmstorf S, Richardson K, Steffen W, Schellnhuber HJ (ноябрь 2019 г.). «Переломный климат - слишком рискованно делать ставки» . Природа . 575 (7784): 592–595. Bibcode : 2019Natur.575..592L . DOI : 10.1038 / d41586-019-03595-0 . PMID 31776487 . 
  17. ^ Грегори, JM; Эндрюс, Т. (2016). «Изменение чувствительности климата и параметров обратной связи за исторический период» . Письма о геофизических исследованиях . 43 (8): 3911–3920. Bibcode : 2016GeoRL..43.3911G . DOI : 10.1002 / 2016GL068406 . ISSN 1944-8007 . 
  18. ^ a b c d e Hausfather Z (19 июня 2018 г.). «Толкователь: как ученые оценивают чувствительность климата» . Carbon Brief . Проверено 14 марта 2019 .
  19. ^ Modak А, Бал G, Као л, Калдейры К (2016). «Почему солнечное воздействие должно быть больше, чем воздействие CO2, чтобы вызвать такое же изменение глобальной средней температуры поверхности?» (PDF) . Письма об экологических исследованиях . 11 (4): 044013. Bibcode : 2016ERL .... 11d4013M . DOI : 10.1088 / 1748-9326 / 11/4/044013 .
  20. ^ а б в Плантон S (2013). «Приложение III: Глоссарий» (PDF) . В Stocker TF, Qin D, Plattner GK, Tignor M, Allen SK, Boschung J, Nauels A, Xia Y, Bex V, Midgley PM (ред.). Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Издательство Кембриджского университета. п. 1451.
  21. ^ Рэндалл Д.А. и др. (2007). «8.6.2 Интерпретация диапазона оценок чувствительности к климату среди моделей общей циркуляции, в: Модели климата и их оценка». . В Solomon SD et al. (ред.). Изменение климата 2007: Обобщающий отчет. Вклад рабочих групп I, II и III в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Издательство Кембриджского университета.
  22. ^ Хансен Дж, Сато М, Kharecha Р, фон Schuckmann К (2011). «Энергетический дисбаланс Земли и последствия». Химия и физика атмосферы . 11 (24): 13421–13449. arXiv : 1105.1140 . Bibcode : 2011ACP .... 1113421H . DOI : 10,5194 / ACP-11-13421-2011 . S2CID 16937940 . 
  23. ^ Коллинз и др. 2013 , Краткое содержание; п. 1033
  24. ^ Миллар, Ричард Дж .; Фридлингштейн, Пьер (13 мая 2018 г.). «Полезность исторических данных для оценки переходной реакции климата на кумулятивные выбросы» . Философские труды Королевского общества A: математические, физические и технические науки . 376 (2119): 20160449. Bibcode : 2018RSPTA.37660449M . DOI : 10,1098 / rsta.2016.0449 . PMC 5897822 . PMID 29610381 .  
  25. ^ Matthews HD, Джиллетт Н.П., Стотт П.А., Zickfeld K (июнь 2009). «Пропорциональность глобального потепления кумулятивным выбросам углерода». Природа . 459 (7248): 829–832. Bibcode : 2009Natur.459..829M . DOI : 10,1038 / природа08047 . PMID 19516338 . S2CID 4423773 .  
  26. ^ IPCC (2018). «Приложение I: Глоссарий» (PDF) . МГЭИК SR15 2018 .
  27. ^ Грегори Дж. М., Ингрэм В. Дж., Палмер М. А., Джонс Г. С., Стотт ПА, Торп Р. Б., Лоу Дж. А., Джонс ТК, Уильямс К.Д. (2004). «Новый метод диагностики радиационного воздействия и чувствительности климата» . Письма о геофизических исследованиях . 31 (3): L03205. Bibcode : 2004GeoRL..31.3205G . DOI : 10.1029 / 2003GL018747 . S2CID 73672483 . 
  28. ^ Bindoff NL, Стотт PA (2013). «10.8.2 Ограничения на долгосрочное изменение климата и равновесную чувствительность климата» (PDF) . Изменение климата 2013: Основы физических наук - Вклад Рабочей группы I МГЭИК в ДО5 . Женева, Швейцария: Межправительственная группа экспертов по изменению климата .
  29. ^ Хокинс, Эд; Форстер, Пирс (2019). «Чувствительность климата: насколько потепление происходит в результате увеличения содержания двуокиси углерода (CO2) в атмосфере?» . Погода . 74 (4): 134. Bibcode : 2019Wthr ... 74..134H . DOI : 10.1002 / wea.3400 . ISSN 1477-8696 . 
  30. ^ Bitz CM, Shell KM, Gent PR, Bailey DA, Danabasoglu G, Armor KC и др. (2011). «Климатическая чувствительность модели климатической системы сообщества, версия 4» (PDF) . Журнал климата . 25 (9): 3053–3070. CiteSeerX 10.1.1.716.6228 . DOI : 10,1175 / JCLI D-11-00290.1 . ISSN 0894-8755 .   
  31. ^ Prentice IC, et al. (2001). «9.2.1 Воздействие на климат и ответные меры на изменение климата, в главе 9. Прогнозы будущего изменения климата» (PDF) . В Houghton JT et al. (ред.). Изменение климата 2001: научная основа. Вклад Рабочей группы I в Третий доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Издательство Кембриджского университета. ISBN  9780521807678.
  32. ^ Rugenstein, Мария; Блох-Джонсон, Иона; Грегори, Джонатан; Эндрюс, Тимоти; Мауритсен, Торстен; Ли, Чао; Frölicher, Thomas L .; Пэйнтер, Дэвид; Данабасоглу, Гохан; Ян, Шутинг; Дюфрен, Жан-Луи (2020). «Равновесная чувствительность климата, оцененная с помощью уравновешивающих климатических моделей» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 47 (4): e2019GL083898. Bibcode : 2020GeoRL..4783898R . DOI : 10.1029 / 2019GL083898 . ISSN 1944-8007 .  
  33. ^ Knutti R, Rugenstein М.А., Knutti R (2017). «За пределами равновесной чувствительности климата». Природа Геонауки . 10 (10): 727–736. Bibcode : 2017NatGe..10..727K . DOI : 10.1038 / ngeo3017 . ЛВП : 20.500.11850 / 197761 . ISSN 1752-0908 . 
  34. ^ Previdi M, Liepert BG, Peteet D, Hansen J, Beerling DJ, Broccoli AJ и др. (2013). «Чувствительность климата в антропоцене» . Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 139 (674): 1121–1131. Bibcode : 2013QJRMS.139.1121P . CiteSeerX 10.1.1.434.854 . DOI : 10.1002 / qj.2165 . 
  35. ^ Фэн, Ран; Бетти Л., Отто-Близнер; Брэди, Эстер С .; Розенблум, Нан А. (4 января 2020 г.). «Повышение чувствительности земной системы при моделировании среднего плиоцена от CCSM4 до CESM2» . DOI : 10.1002 / essoar.10501546.1 . Cite journal requires |journal= (help)
  36. ^ "Целевой CO2" . RealClimate . 7 апреля 2008 года. Архивировано 24 августа 2017 года.
  37. ^ «О чувствительности: Часть I» . RealClimate.org.
  38. ^ Марвел К, Шмидт Г.А., Миллер Р.Л., Назаренко Л.С. (2016). «Последствия для чувствительности климата от реакции на отдельные воздействия». Изменение климата природы . 6 (4): 386–389. Bibcode : 2016NatCC ... 6..386M . DOI : 10.1038 / nclimate2888 . ЛВП : 2060/20160012693 . ISSN 1758-6798 . 
  39. ^ Пинкус R, Mauritsen Т (2017). «Совершенное потепление по наблюдениям». Изменение климата природы . 7 (9): 652–655. Bibcode : 2017NatCC ... 7..652M . DOI : 10.1038 / nclimate3357 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-002D-CBC9-F . ISSN 1758-6798 . 
  40. ^ a b Pfister PL, Stocker TF (2017). "Зависимость чувствительности климата от состояния в моделях земных систем средней сложности" (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 44 (20): 10643–10653. Bibcode : 2017GeoRL..4410643P . DOI : 10.1002 / 2017GL075457 . ISSN 1944-8007 .  
  41. ^ Хансен Дж, Сато М, G Рассела, Kharecha Р (октябрь 2013 г. ). «Чувствительность климата, уровень моря и углекислый газ в атмосфере» . Философские труды. Серия A, математические, физические и технические науки . 371 (2001): 20120294. arXiv : 1211.4846 . Bibcode : 2013RSPTA.37120294H . DOI : 10,1098 / rsta.2012.0294 . PMC 3785813 . PMID 24043864 .  
  42. ^ Хансен, Джеймс; Сато, Макико; Рассел, Гэри; Хареча, Пушкер (28 октября 2013 г.). «Чувствительность климата, уровень моря и углекислый газ в атмосфере» . Философские труды Королевского общества A: математические, физические и технические науки . 371 (2001): 20120294. arXiv : 1211.4846 . Bibcode : 2013RSPTA.37120294H . DOI : 10,1098 / rsta.2012.0294 . PMC 3785813 . PMID 24043864 .  
  43. ^ Lontzek TS, Lenton TM, Cai Y (2016). «Риск нескольких взаимодействующих переломных моментов должен способствовать быстрому сокращению выбросов CO2». Изменение климата природы . 6 (5): 520–525. Bibcode : 2016NatCC ... 6..520C . DOI : 10.1038 / nclimate2964 . hdl : 10871/20598 . ISSN 1758-6798 . 
  44. ^ Lapenis AG (1998). «Аррениус и Межправительственная группа экспертов по изменению климата». Эос, Сделки Американского геофизического союза . 79 (23): 271. Bibcode : 1998EOSTr..79..271L . DOI : 10.1029 / 98EO00206 . ISSN 2324-9250 . 
  45. ↑ Образец I (30 июня 2005 г.). «Отец изменения климата» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 18 марта 2019 . 
  46. ^ Андерсон TR, Hawkins E, Jones PD (сентябрь 2016). «2, парниковый эффект и глобальное потепление: от новаторской работы Аррениуса и Каллендара до современных моделей системы Земли» (PDF) . Усилия . 40 (3): 178–187. DOI : 10.1016 / j.endeavour.2016.07.002 . PMID 27469427 .  
  47. ^ Манабэ S, Wetherald RT (май 1967). «Тепловое равновесие атмосферы при заданном распределении относительной влажности» . Журнал атмосферных наук . 24 (3): 241–259. Bibcode : 1967JAtS ... 24..241M . DOI : 10.1175 / 1520-0469 (1967) 024 <0241: teotaw> 2.0.co; 2 . S2CID 124082372 . 
  48. ↑ Forster P (май 2017 г.). «Ретроспективно: полвека надежных климатических моделей» (PDF) . Природа . 545 (7654): 296–297. Bibcode : 2017Natur.545..296F . DOI : 10.1038 / 545296a . PMID 28516918 . S2CID 205094044 . Дата обращения 19 октября 2019 .   
  49. ^ Pidcock R (6 июля 2015). «Самые влиятельные документы об изменении климата всех времен» . CarbonBrief . Дата обращения 19 октября 2019 .
  50. ^ Специальная исследовательская группа по двуокиси углерода и климату (1979). Углекислый газ и климат: научная оценка (PDF) . Национальная академия наук. DOI : 10.17226 / 12181 . ISBN  978-0-309-11910-8. Архивировано из оригинального (PDF) 13 августа 2011 года.
  51. Перейти ↑ Kerr RA (август 2004 г.). «Изменение климата. Три степени консенсуса». Наука . 305 (5686): 932–934. DOI : 10.1126 / science.305.5686.932 . PMID 15310873 . S2CID 129548731 .  
  52. ^ a b Meehl GA, et al. «Глава 10: Глобальные климатические прогнозы; Вставка 10.2: Равновесная чувствительность климата» . Четвертый доклад об оценке МГЭИК, WG1 2007 .
  53. ^ а б Соломон С. и др. «Техническое резюме» (PDF) . Изменение климата 2007: Рабочая группа I: Основы физических наук . Вставка TS.1: Обработка неопределенностей в оценке Рабочей группы I. , в AR4 WG1 МГЭИК 2007 г.
  54. Перейти ↑ Forster PM (2016). «Вывод о чувствительности климата из анализа энергетического бюджета Земли». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 44 (1): 85–106. Bibcode : 2016AREPS..44 ... 85F . DOI : 10.1146 / annurev-earth-060614-105156 .
  55. ^ Изменение климата: научная оценка МГЭИК (1990), отчет, подготовленный для Межправительственной группы экспертов по изменению климата Рабочей группой I, Houghton JT, Jenkins GJ, Ephraums JJ (ред.), Глава 5, Равновесное изменение климата - и его последствия для Будущее. Архивировано 13 апреля 2018 г. в Wayback Machine , стр. 138–139.
  56. ^ IPCC '92 p. 118 раздел B3.5
  57. ^ IPCC SAR стр. 34, техническое резюме, раздел D.2
  58. ^ Albritton DL, et al. (2001). «Техническое резюме: F.3 Прогнозы будущих изменений температуры» . В Houghton JT et al. (ред.). Изменение климата 2001: научная основа. Вклад Рабочей группы I в Третий доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Издательство Кембриджского университета. Архивировано из оригинала 12 января 2012 года .
  59. ^ a b  Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием,  из документа  Агентства по охране окружающей среды США (US EPA):  US EPA (7 декабря 2009 г.). «Глава 6: Прогнозируемые будущие концентрации парниковых газов и изменение климата: Вставка 6.3: Чувствительность климата» (PDF) . Документ технической поддержки в отношении угроз и причин или способствующих выводов для парниковых газов в соответствии с разделом 202 (а) Закона о чистом воздухе . Вашингтон, округ Колумбия, США: Отдел изменения климата, Управление атмосферных программ, Агентство по охране окружающей среды США. , стр.66 (стр.78 файла PDF)
  60. ^ «Повышенное потепление в климатических моделях последнего поколения, вероятно, вызвано облаками: новые представления об облаках делают модели более чувствительными к углекислому газу» . Science Daily . 24 июня 2020 . Проверено 26 июня 2020 .
  61. ^ a b Skeie RB, Berntsen T, Aldrin M, Holden M, Myhre G (2014). «Более низкая и более ограниченная оценка чувствительности климата с использованием обновленных наблюдений и подробных временных рядов радиационного воздействия» . Динамика системы Земли . 5 (1): 139–175. Bibcode : 2014ESD ..... 5..139S . DOI : 10.5194 / ПАЗ-5-139-2014 . S2CID 55652873 . 
  62. ^ Armor KC (2017). «Ограничения энергетического бюджета на чувствительность климата в свете непостоянной обратной связи климата». Изменение климата природы . 7 (5): 331–335. Bibcode : 2017NatCC ... 7..331A . DOI : 10.1038 / nclimate3278 . ISSN 1758-6798 . 
  63. Перейти ↑ Forster PM , Gregory JM (2006). «Чувствительность климата и ее компоненты, диагностированные на основе данных радиационного бюджета Земли» . Журнал климата . 19 (1): 39–52. Bibcode : 2006JCli ... 19 ... 39F . DOI : 10.1175 / JCLI3611.1 .
  64. Перейти ↑ Lewis N, Curry JA (2014). «Последствия для чувствительности климата оценок воздействия AR5 и поглощения тепла». Климатическая динамика . 45 (3–4): 1009–1023. Bibcode : 2015ClDy ... 45.1009L . DOI : 10.1007 / s00382-014-2342-у . S2CID 55828449 . 
  65. ^ Отто А., Отто Ф. Е., Буше О., Чёрч Дж., Хегерл Г., Форстер П. М. и др. (2013). «Ограничения бюджета энергии на реакцию климата» (PDF) . Природа Геонауки . 6 (6): 415–416. Bibcode : 2013NatGe ... 6..415O . DOI : 10.1038 / ngeo1836 . ISSN 1752-0908 .  
  66. ^ Stolpe MB, Ed Hawkins, Cowtan K, Richardson M (2016). «Согласованные оценки реакции климата на основе климатических моделей и энергетического бюджета Земли» (PDF) . Изменение климата природы . 6 (10): 931–935. Bibcode : 2016NatCC ... 6..931R . DOI : 10.1038 / nclimate3066 . ISSN 1758-6798 .  
  67. ^ Техническое резюме IPCC AR5 WG1 2013 , p. 53-56.
  68. ^ Техническое резюме IPCC AR5 WG1 2013 , p. 39.
  69. Перейти ↑ Schwartz SE (2007). «Теплоемкость, постоянная времени и чувствительность климатической системы Земли». Журнал геофизических исследований: атмосферы . 112 (D24): D24S05. Bibcode : 2007JGRD..11224S05S . CiteSeerX 10.1.1.482.4066 . DOI : 10.1029 / 2007JD008746 . 
  70. ^ Knutti R, S Kraehenmann, Frame DJ, Аллен MR (2008). «Комментарий к книге С. Е. Шварца« Теплоемкость, постоянная времени и чувствительность климатической системы Земли »» . Журнал геофизических исследований: атмосферы . 113 (D15): D15103. Bibcode : 2008JGRD..11315103K . DOI : 10.1029 / 2007JD009473 .
  71. Перейти ↑ Foster G, Annan JD, Schmidt GA, Mann ME (2008). «Комментарий к книге С. Е. Шварца« Теплоемкость, постоянная времени и чувствительность климатической системы Земли »». Журнал геофизических исследований: атмосферы . 113 (D15): D15102. Bibcode : 2008JGRD..11315102F . DOI : 10.1029 / 2007JD009373 . S2CID 17960844 . 
  72. ^ Scafetta N (2008). «Комментарий к книге С. Е. Шварца« Теплоемкость, постоянная времени и чувствительность климатической системы Земли »» . Журнал геофизических исследований: атмосферы . 113 (D15): D15104. Bibcode : 2008JGRD..11315104S . DOI : 10.1029 / 2007JD009586 .
  73. Перейти ↑ Tung KK, Zhou J, Camp CD (2008). «Модель ограничения переходной реакции климата с использованием независимых наблюдений за воздействием солнечного цикла и реакцией» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 35 (17): L17707. Bibcode : 2008GeoRL..3517707T . DOI : 10.1029 / 2008GL034240 .
  74. ↑ Camp CD, Tung KK (2007). «Поверхностное потепление в результате солнечного цикла, выявленное с помощью составной проекции средней разности» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 34 (14): L14703. Bibcode : 2007GeoRL..3414703C . DOI : 10.1029 / 2007GL030207 . Архивировано из оригинального (PDF) 13 января 2012 года . Проверено 20 января 2012 года .
  75. ^ Рипдал K (2012). «Реакция глобальной температуры на радиационное воздействие: солнечный цикл против извержений вулканов» . Журнал геофизических исследований: атмосферы . 117 (D6). Bibcode : 2012JGRD..117.6115R . DOI : 10.1029 / 2011JD017283 . ISSN 2156-2202 . 
  76. ^ Merlis TM, Held IM, Стенчиков GL, Цзэн F, Horowitz LW (2014). «Ограничение временной чувствительности климата с помощью моделирования вулканических извержений на основе связанных климатических моделей». Журнал климата . 27 (20): 7781–7795. Bibcode : 2014JCli ... 27.7781M . DOI : 10,1175 / JCLI D-14-00214.1 . hdl : 10754/347010 . ISSN 0894-8755 . 
  77. ^ McSweeney R (4 февраля 2015). «Что трехмиллионная летопись окаменелостей говорит нам о чувствительности климата» . Carbon Brief . Проверено 20 марта 2019 .
  78. ↑ Амос, Джонатан (9 апреля 2019 г.). «Европейская команда будет бурить« самый старый лед » » . BBC News . Дата обращения 4 марта 2020 .
  79. ^ Hargreaves JC, Аннан JD (2009). «О важности моделирования палеоклимата для улучшения прогнозов будущего изменения климата» (PDF) . Климат прошлого . 5 (4): 803–814. Bibcode : 2009CliPa ... 5..803H . DOI : 10,5194 / ф-5-803-2009 .
  80. ^ Hargreaves JC, Аннан JD, Yoshimori M, Abe-Оучи A (2012). «Может ли последний ледниковый максимум ограничить чувствительность климата?» . Письма о геофизических исследованиях . 39 (24): L24702. Bibcode : 2012GeoRL..3924702H . DOI : 10.1029 / 2012GL053872 . ISSN 1944-8007 . S2CID 15222363 .  
  81. ^ Royer DL , Berner RA , Парк J (март 2007). «Чувствительность климата ограничена концентрациями CO2 за последние 420 миллионов лет». Природа . 446 (7135): 530–532. Bibcode : 2007Natur.446..530R . DOI : 10,1038 / природа05699 . PMID 17392784 . S2CID 4323367 .  
  82. ^ Kiehl JT, Щитки CA (октябрь 2013). «Чувствительность климата палеоцен-эоценового термического максимума к свойствам облаков» . Философские труды. Серия A, математические, физические и технические науки . 371 (2001): 20130093. Bibcode : 2013RSPTA.37130093K . DOI : 10,1098 / rsta.2013.0093 . PMID 24043867 . 
  83. ^ фон дер Хейдт А.С., Кёлер П., ван де Валь Р.С., Дейкстра HA (2014). «О государственной зависимости процессов быстрой обратной связи в (палео) чувствительности климата». Письма о геофизических исследованиях . 41 (18): 6484–6492. arXiv : 1403.5391 . DOI : 10.1002 / 2014GL061121 . ISSN 1944-8007 . S2CID 53703955 .  
  84. ^ a b Masson-Delmotte et al. 2013
  85. ^ a b Hopcroft PO, Valdes PJ (2015). «Насколько хорошо смоделированные последние ледниковые максимумы тропических температур ограничивают равновесную чувствительность климата ?: CMIP5 LGM ТРОПИКА И КЛИМАТИЧЕСКАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 42 (13): 5533–5539. DOI : 10.1002 / 2015GL064903 .
  86. ^ Ganopolski A, фон Deimling TS (2008). «Комментарий Петра Чилека и Ульрике Ломанн к« Радиационному воздействию аэрозолей и чувствительности климата, выведенным из перехода от последнего ледникового максимума к голоцену »» . Письма о геофизических исследованиях . 35 (23): L23703. Bibcode : 2008GeoRL..3523703G . DOI : 10.1029 / 2008GL033888 .
  87. ^ Schmittner A, Urban NM, Shakun JD, Mahowald NM, Clark PU, Bartlein PJ, et al. (Декабрь 2011 г.). «Чувствительность климата, оцененная по температурным реконструкциям последнего ледникового максимума». Наука . 334 (6061): 1385–1388. Bibcode : 2011Sci ... 334.1385S . CiteSeerX 10.1.1.419.8341 . DOI : 10.1126 / science.1203513 . PMID 22116027 . S2CID 18735283 .   
  88. ^ a b c Отредактированная цитата из общедоступного источника: Lindsey R (3 августа 2010 г.). «Что, если глобальное потепление не будет таким серьезным, как прогнозировалось?: Вопросы и ответы по климату: Блоги» . Земная обсерватория НАСА , часть научного отдела проекта EOS, расположенная в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА.
  89. ↑ Roe GH, Baker MB (октябрь 2007 г.). «Почему чувствительность климата такая непредсказуемая?». Наука . 318 (5850): 629–632. Bibcode : 2007Sci ... 318..629R . DOI : 10.1126 / science.1144735 . PMID 17962560 . S2CID 7325301 .  
  90. ^ Максуини, Роберт; Хаусфазер, Зик (15 января 2018 г.). «Вопросы и ответы: как работают климатические модели?» . Carbon Brief . Дата обращения 7 марта 2020 .
  91. ^ Сандерсон Б.М., Кнутти Р., Колдуэлл П. (2015). «Обращение к взаимозависимости в многомодельном ансамбле путем интерполяции свойств модели». Журнал климата . 28 (13): 5150–5170. Bibcode : 2015JCli ... 28.5150S . DOI : 10,1175 / JCLI D-14-00361.1 . ISSN 0894-8755 . S2CID 51583558 .  
  92. Перейти ↑ Forest CE, Stone PH, Sokolov AP, Allen MR, Webster MD (январь 2002 г.). «Количественная оценка неопределенностей в свойствах климатической системы с использованием последних климатических наблюдений» (PDF) . Наука . 295 (5552): 113–117. Bibcode : 2002Sci ... 295..113F . CiteSeerX 10.1.1.297.1145 . DOI : 10.1126 / science.1064419 . PMID 11778044 . S2CID 5322736 .    
  93. ^ Fasullo JT, Trenberth KE (2012). «Менее облачное будущее: роль субтропических осадков в чувствительности климата». Наука . 338 (6108): 792–794. Bibcode : 2012Sci ... 338..792F . DOI : 10.1126 / science.1227465 . PMID 23139331 . S2CID 2710565 .  Ссылка на: ScienceDaily (8 ноября 2012 г.). «Дальнейшее потепление, вероятно, будет на высокой стороне климатических прогнозов, как показывает анализ» . ScienceDaily .
  94. ↑ Brown PT, Caldeira K (декабрь 2017 г.). «Большое будущее глобального потепления, выведенное из недавнего энергетического бюджета Земли». Природа . 552 (7683): ​​45–50. Bibcode : 2017Natur.552 ... 45В . DOI : 10.1038 / nature24672 . PMID 29219964 . S2CID 602036 .  
  95. ^ Cox PM, Huntingford C, Williamson MS (январь 2018). «Возникающее ограничение на равновесную чувствительность климата из-за изменчивости глобальной температуры» (PDF) . Природа . 553 (7688): 319–322. Bibcode : 2018Natur.553..319C . DOI : 10.1038 / nature25450 . PMID 29345639 . S2CID 205263680 .   
  96. ↑ Brown PT, Stolpe MB, Caldeira K (ноябрь 2018 г.). «Предположения для возникающих ограничений». Природа . 563 (7729): E1 – E3. Bibcode : 2018Natur.563E ... 1В . DOI : 10.1038 / s41586-018-0638-5 . PMID 30382203 . S2CID 53190363 .  
  97. ^ Cox PM, Williamson MS, Nijsse FJ, Huntingford C (ноябрь 2018). "Кокс и др. Ответ". Природа . 563 (7729): E10 – E15. Bibcode : 2018Natur.563E..10C . DOI : 10.1038 / s41586-018-0641-х . PMID 30382204 . 
  98. ^ Caldwell PM, Zelinka MD, Klein SA (2018). «Оценка возникающих ограничений на равновесную чувствительность климата» . Журнал климата . 31 (10): 3921–3942. Bibcode : 2018JCli ... 31.3921C . DOI : 10,1175 / JCLI D-17-0631.1 . ISSN 0894-8755 . ОСТИ 1438763 .  
  99. ^ «CMIP - История» . pcmdi.llnl.gov . Программа диагностики и взаимного сравнения климатических моделей . Дата обращения 6 марта 2020 .
  100. ^ "Пейзаж CMIP6 (редакция)" . Изменение климата природы . 9 (10): 727. 25 сентября 2019 г. Bibcode : 2019NatCC ... 9..727. . DOI : 10.1038 / s41558-019-0599-1 . ISSN 1758-6798 . 
  101. ^ «Новые климатические модели предполагают, что цели Парижа могут быть недостижимыми» . Франция 24 . 14 января 2020 . Проверено 18 января 2020 года .
  102. ^ a b Зелинка, доктор медицины, Майерс Т.А., Маккой Д.Т., По-Чедли С., Колдуэлл П.М., Сеппи П., Кляйн С.А., Тейлор К.Э. (2020). «Причины повышенной чувствительности климата в моделях CMIP6» . Письма о геофизических исследованиях . 47 (1): e2019GL085782. Bibcode : 2020GeoRL..4785782Z . DOI : 10.1029 / 2019GL085782 . ISSN 1944-8007 . 
  103. ^ «Международный анализ сужает диапазон чувствительности климата к СО2» . Отдел новостей UNSW . 23 июля 2020 . Дата обращения 23 июля 2020 .
  104. ↑ Палмер, Тим (26 мая 2020 г.). «Краткосрочные тесты подтверждают долгосрочные оценки изменения климата» . Природа . 582 (7811): 185–186. DOI : 10.1038 / d41586-020-01484-5 . PMID 32457461 . 
  105. ↑ Уоттс, Джонатан (13 июня 2020 г.). «Наихудшие климатические сценарии могут оказаться недостаточными, как показывают данные облачных вычислений» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 19 июня 2020 . 
  106. ↑ Bender M (7 февраля 2020 г.). «Прогнозы изменения климата внезапно стали катастрофическими. Вот почему» . Vice . Дата обращения 9 февраля 2020 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Соломон С., Цинь Д., Мэннинг М., Чен З., Маркиз М., Аверит К. Б., Тиньор М., Миллер Х. Л., ред. (2007). Изменение климата 2007: основы физических наук . Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-88009-1.(pb: 978-0-521-70596-7 )
  • IPCC (2013). Stocker TF, Qin D, Plattner GK, Tignor M, Allen SK, Boschung J, et al. (ред.). Изменение климата 2013: основы физических наук (PDF) . Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-05799-9.(pb: 978-1-107-66182-0 ).
  • Stocker TF, Qin D, Plattner GK, Alexander LV, Allen SK, Bindoff NL, et al. (2013). «Техническое резюме» (PDF) . ОД5 МГЭИК, WG1 2013 . С. 33–115.
    • Masson-Delmotte V, Schulz M, Abe-Ouchi A, Beer J, Ganopolski A, Rouco JG и др. (2013). «Глава 5: Информация из архивов палеоклимата» (PDF) . IPCC ДО5 WG1 2013 . С. 383–464.
    • Myhre G, Shindell D, Bréon FM, Collins W, Fuglestvedt J, Huang J и др. (2013). «Глава 8: Антропогенное и естественное радиационное воздействие» (PDF) . ОД5 МГЭИК, WG1 2013 . С. 659–740.
    • Коллинз М., Кнутти Р., Арбластер Дж., Дюфресн Дж. Л., Фичефет Т., Фридлингштейн П. и др. (2013). «Глава 12: Долгосрочное изменение климата: прогнозы, обязательства и необратимость» (PDF) . ОД5 МГЭИК, WG1 2013 . С. 1029–1136.
  • МГЭИК (2018). Masson-Delmotte, V .; Zhai, P .; Пёртнер, Х.о .; Робертс, Д .; и другие. (ред.). Глобальное потепление на 1,5 ° C. Специальный доклад МГЭИК о воздействии глобального потепления на 1,5 ° C выше доиндустриального уровня и соответствующих глобальных путях выбросов парниковых газов в контексте усиления глобального реагирования на угрозу изменения климата, устойчивого развития и усилий по искоренению бедности (PDF) . Межправительственная комиссия по изменению климата.

Внешние ссылки [ править ]

  • Что такое «чувствительность климата»? Метеорологический офис
  • Как ученые оценивают «чувствительность климата» Carbon Brief