Предсказание климата: достижения, проблемы и перспективы

В. М. Катцов

Предсказание климата, включая последствия его изменений, — центральная задача науки о климате. Этой задаче подчинены все существующие направления науки о климате — от анализа и интерпретации данных наблюдений до исследований чувствительности к внешним воздействиям и предсказуемости климатической системы.

Климатическая система Земли, под которой обычно понимают пять взаимодействующих друг с другом компонентов: атмосферу, гидросферу, криосферу, деятельный слой суши и биосферу, никогда не находится в состоянии равновесия. Она непрерывно меняется, даже в отсутствие изменений во внешних воздействиях. Под внешними воздействиями понимают естественные и антропогенные факторы, влияющие на климатическую систему извне и вызывающие ее изменения. Например, к естественным внешним воздействиям относятся колебания орбитальных параметров Земли, вулканическая деятельность и солнечная активность, к антропогенным — изменения газового состава атмосферы в результате хозяйственной деятельности человека и изменения землепользования. Собственная (т. е. не связанная с внешними воздействиями) изменчивость климатической системы обусловлена нелинейными взаимодействиями внутри нее. Перечисленные компоненты климатической системы имеют разные времена релаксации к внешним воздействиям. Например, время, в течение которого тропосфера может вернуться в квазиравновесное состояние, составляет от нескольких дней до нескольких недель, а стратосфере для этого требуется несколько месяцев. Вследствие огромной теплоемкости океана время его реакции на внешние воздействия может составлять от нескольких лет (верхний перемешанный слой) до тысяч лет (глобальная термохалинная циркуляция). Реакция на внешние воздействия основной части криосферы, представленной ледяными щитами Гренландии и Антарктиды, также может измеряться сотнями и тысячами лет. Влияние обратных связей и нелинейность внутренних взаимодействий, присущих климатической системе Земли, чрезвычайно усложняют предсказание ее реакции на внешние воздействия. 

Joomla templates by a4joomla