Сигнал и шум. Почему одни прогнозы сбываются, а другие – нет

И наконец, периодические флуктуации температуры возможны в результате деятельности вулканов, выбрасывающих в атмосферу серу – газ, обладающий антипарниковым эффектом: увеличение концентрации серы в атмосфере может сопровождаться охлаждением планеты. Извержение вулкана Пинатубо в 1991 г. привело к снижению глобальной температуры примерно на 0,2 °C за два года, что эквивалентно парниковому потеплению за период в 10 лет.

Чем больше ваш временной горизонт, тем меньше вы беспокоитесь о среднесрочных эффектах. Они могут доминировать в парниковом сигнале в течение периодов от года до десяти, однако между этими периодами их влияние незначительно.

Однако со временем усиливается влияние другого типа неопределенности, который Шмидт называет неопределенностью сценария. Эта неопределенность связана с уровнем CO₂ и других парниковых газов в атмосфере. В краткосрочной перспективе состав атмосферы достаточно предсказуем. Уровень загрязнения атмосферы в результате промышленной деятельности достаточно стабилен, однако CO₂ быстро попадает в атмосферу и остается там в течение длительного времени (период его химического полураспада оценивается примерно в 30 лет{853}). Даже если бы крупные промышленно развитые страны немедленно согласились значительно сократить выбросы CO₂, то для снижения темпов его роста в атмосфере (не говоря уже об уменьшении) потребовались бы годы. «Ни вы, ни я не доживем до того момента, когда концентрация диоксида углерода начнет падать, – сказал мне Шмидт. – Этого не увидят и ваши дети». Тем не менее, поскольку климатические модели полагаются на довольно конкретные предположения о содержании CO₂ в атмосфере, это может значительно усложнить прогнозы, сделанные на 50 или 100 лет, и сильно повлиять на их результаты в краткосрочной перспективе, Многое зависит от того, как повлияют на выбросы CO₂ политические и экономические решения.

И, наконец, в моделях имеется структурная неопределенность. Именно этот вид неопределенности вызывает вполне оправданное беспокойство и климатологов, и их критиков, поскольку ей сложнее всего дать количественную оценку. Она связана с тем, насколько хорошо мы понимаем динамику климатической системы и насколько хорошо можем представить ее с математической точки зрения. Структурная неопределенность может немного повыситься со временем, и ошибки в динамических моделях (к которым относятся и климатические) могут усиливать сами себя.

По словам Шмидта, в совокупности эти три типа неопределенности проявлялись на минимальном уровне еще за 20–25 лет до начала климатического прогнозирования. Иными словами, мы можем достаточно определенно знать, сколько CO₂ попадет в атмосферу, однако совершенно не представляем, какое влияние будут оказывать ENSO, извержения вулканов и солнечный цикл.

Как это часто бывает, первый отчет МГЭИК, опубликованный в 1990 г., оказался в пределах этого славного 20-летнего периода, равно как и некоторые из ранних прогнозов, сделанных Джеймсом Хансеном в 1980-е гг. Иными словами, пришло время оценить правильность прогнозов. Насколько удачными они оказались?

Температурные рекорды

Для того чтобы оценить правильность предсказания, нужен прежде всего соответствующий инструмент измерения. И здесь климатологам выбирать особо не из чего. Существуют четыре основные организации, выполняющие расчеты глобальных температур на основании данных термометров на наземных и морских станциях по всему миру. Это НАСА{854} (к которой относится GISS[165]{855}), NOAA[166]{856} (осуществляющая руководство работой Национальной службы погоды) и метеорологические организации в Великобритании{857} и Японии{858}.

Не так давно свой вклад начали вносить данные наблюдений, полученные со спутников. Наиболее часто используемые записи спутниковых данных поступают из Алабамского университета в Хантсвилле от частной компании, которая называется «Системы дистанционного зондирования» (Remote Sensing Systems){859}. Спутники не измеряют температуру напрямую, они рассчитывают ее значение, измеряя интенсивность микроволнового излучения. Однако выполненные спутниками расчеты температур нижних слоев атмосферы{860} позволяют достаточно точно оценить температуру поверхности планеты{861}. Также температурные данные из разных источников различаются по времени, с которого они проводились. Самыми старыми являются наблюдения, выполненные британским метеорологическим ведомством начиная с 1850 г.; самыми молодыми считаются спутниковые данные, которые собирают с 1979 г. Кроме этого, температурные рекорды оцениваются в сравнении с различными базовыми значениями. Например, значения температур в НАСА/GISS приводятся относительно средних температур с 1951 по 1980 г., а температуры NOAA – относительно среднего значения за весь XX в.

Однако эту проблему легко исправить{862}, и цель каждой системы состоит в том, чтобы измерить, насколько повышаются или понижаются температуры, а не их значения сами по себе.