Під час порівняння модельного моделювання нещодавнього потепління на Землі зі спостереженнями в реальному світі відмінності можуть виникати через кілька факторів, включаючи помилки моделі в змодельованій реакції на збільшення парникових газів і природні коливання в кліматичній системі.
Природна мінливість клімату, яку також називають внутрішньою мінливістю, може змінювати регіональну та глобальну атмосферну температуру шляхом переміщення тепла в межах кліматичної системи. Діагностика ролі природної мінливості клімату протягом останніх десятиліть є надзвичайно важливою як для перевірки моделі, так і для прогнозів майбутнього потепління.
Намагаючись кількісно визначити роль природних коливань у відмінностях між моделлю та спостереженнями, вчений Ліверморської національної лабораторії Стівен По-Чедлі та його співробітники виявили унікальні закономірності температурних тенденцій, пов’язані з природною мінливістю клімату протягом 1980–2022 років. Дослідження опубліковано в Geophysical Research Letters.
«Відносна роль різних чинників розбіжностей між моделлю та спостереженнями в характері потепління має важливі наслідки для нашого розуміння чутливості клімату, а також регіональних кліматичних змін», — сказав По-Чедлі, співавтор дослідження. «Ця робота показує, що природні коливання клімату Землі, ймовірно, сприяють ключовим відмінностям у змодельованих і спостережуваних моделях змін температури повітря на поверхні».
Попередні дослідження цієї дослідницької групи показали, що природна мінливість клімату зменшила глобальне потепління та посилила потепління в Арктиці. Команда проаналізувала шаблони трендів за кілька десятиліть із сотень симуляцій CMIP6 (шоста фаза проекту порівняння сполучених моделей, глобальної співпраці розробників кліматичного моделювання), у яких природна мінливість нагріває Арктику, але має глобальний ефект охолодження. Вони виявили, що більшість цих модельних симуляцій також викликають посилене потепління в Баренцевому морі (біля Норвегії) і Карському морі (на північ від Сибіру) і охолодження в тропічній східній частині Тихого океану та Південному океані через природну мінливість.
«Оскільки це точні характеристики, відображені в спостережуваних змінах температури поверхні протягом 1980–2022 років, наша робота припускає, що природна мінливість є важливим компонентом кількох значних відмінностей між моделями та спостереженнями», — сказав Аодхан Суїні, аспірант і провідний автор книги дослідження Вашингтонського університету (UW).
«Причина спостережуваного похолодання над тропічною східною частиною Тихого океану та Південним океаном протягом останніх кількох десятиліть є гарячою темою для кліматології. Це дослідження надає переконливі докази того, що природна мінливість може бути значною мірою відповідальною за спостережуване похолодання в цих регіонах», сказав Цян Фу, професор і співавтор публікації з UW.
Команда виявила, що рідкісна конфігурація (<3%) природної мінливості клімату сприяє посиленому потеплінню в Арктиці та одночасному охолодженню тропічної східної частини Тихого океану та Південного океану, що імітує точні особливості, які відбиті на записах спостережень. Хоча ця модель зміни температури не спостерігається в середньому моделюванні за моделями CMIP6, кожна з кліматичних моделей, розглянутих у дослідженні, нечасто (0,4–2,8% часу) створює модель, подібну до спостережень.
«Пов’язуючи модельні відхилення в моделі нагрівання поверхні з природною мінливістю клімату, наше дослідження повертає впевненість у здатності кліматичних моделей створювати реалістичні прогнози майбутніх кліматичних змін», — сказав Хайлонг Ван, співавтор і науковий співробітник Pacific Northwest National. Лабораторія (ПННЛ).
Команда дійшла висновку, що хоча необхідні додаткові дослідження, щоб повноцінно визначити причини змодельованих і спостережуваних відмінностей у структурі глобальної зміни температури повітря на поверхні, ідентифікована модель внутрішньої мінливості та її подібність до особливостей, відображених у записах спостережень, свідчить про те, що природні мінливість клімату справді зменшила глобальне потепління та посилила потепління в Арктиці протягом 1980–2022 років.