Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Климатология лабы / maket-lobanov-k2.pptx
Скачиваний:
44
Добавлен:
15.03.2019
Размер:
20.87 Mб
Скачать

Всемействе А2 основная линия описывает весьма неодно- родный мир. Регионы (и страны) ориентируются на свои силы, на сохранение местных особенностей. Темпы рождаемости в разных регионах сближаются очень медленно, что приводит к продолже- нию роста населения планеты. Экономическое развитие будет в ос- новном регионально ориентированным, а рост подушного дохода и технологические изменения будут более фрагментированными, чем для других семейств сценариев.

Всемействе B1 основная линия описывают такой же конверги- рующий мир с такой же динамикой народонаселения, как и основ-

ная линия семейства A1. Однако при этом предполагаются быстрые изменения в экономической структуре в пользу обслуживающего и информационного компонентов при сокращении материалоемкости и при внедрении чистых и ресурсосберегающих технологий. Упор будет делаться на глобальных решениях экономических и социаль- ных проблем, на поддержании окружающей среды в устойчивом состоянии, включая меры по улучшению положения в области рав- ноправия (регионов, стран). При этом новых инициатив в области регулирования климата не предполагается.

В семействе B2 основная линия описывает мир, в котором упор делается на локальных решениях в области поддержания устойчи- вости экономики, социальной сферы и окружающей

среды. Гло-

бальное

народонаселение будет неуклонно

увеличиваться с

темпом

меньшим, чем для А2. Темп развития

экономики будет

средним.

Изменения в технологиях будут более

медленными и более разно- образными, чем для основных линий

семейств B1

и

А1. Хотя сце- нарии

этого

семейства также

направлены

на

защиту окружающей

среды

и социальную

справедливость,

они ориентируются в

этом

отношении на

региональные уровни.

На основе этих качественных, словесных описаний будущего мира шестью группами специалистов в области математического моделирования были разработаны сорок сценариев, дающих разные траектории эмиссий климатически активных веществ в

атмосферу.

Разработчики считают, что все эти сценарии являются

одинаково

 

обоснованными. Если бы каждому из сценариев была

приписана,

 

пусть

субъективно, вероятность его реализации, их

можно было

бы

использовать

для

построения вероятностного

прогноза

клима-

та XXI в. Однако никаких конкретных

вероятностей

определено не

было. Поэтому разброс оценок

эмиссий,

а

после

соответствующе-

го

модельного пересчета и

концентраций ПГ и параметров климата

в будущем невозможно

нах, в частности говорить о надежности прогноза. Разброс оценок достаточно велик. На рис. 18.14 изображены траектории антропо- генных эмиссий диоксида углерода, метана, закиси азота и диок- сида серы для шести сценариев, представленных в SRES. Это так называемые «иллюстративные сценарии». Они включают сценари- и-маркеры (marker scenario), отражающие основные черты четырех групп сценариев A1B, A2, B1 и B2, а также два дополнительных для групп A1FI и A1T. Рис. 18.14 показывает, что к 2100 г. эмиссии, соответствующие разным сценариям, могут отличаться в несколько раз, а то и на порядок и более.

Такие значительные различия в траекториях эмиссий неизбежно порождают существенное расхождение траекторий концентраций, особенно в конце рассматриваемого периода

Рис. 18.14. Траектории антропогенных эмиссий СО2 (а), N2O (б), СН4 (в) и SO2 (г) в

XXI в., соответствующие шести иллюстративным SRES-сценариям А1В (1), А1Т (2), А1FI (3), A2 (4), B1 (5), В2 (6). Для сравнения показан сценарий IS92a (7)

(Climate Change 2001, 2001, р. I_65)

353

в свою очередь, приводит к существенным различиям в климате. На рис. 18.15 приведены соответствующие траектории концентраций для СO2, CH4 и N2O и представлены соответствующие изменения

средней температуры земной поверхности. Видно, что разброс зна- чений в конце XXI в. весьма большой, так же, как и вертикальные отрезки, указывающие на разброс значений температуры, который возникает при использовании одного и того же сценария по разным моделям. Это естественно-научная составляющая неопределенно- сти. МГЭИК специально отмечает, что до 2100 г. диапазон темпе- ратуры, получающийся при использовании какого-либо одного сце- нария и разных климатических моделей, примерно равен диапазону температуры, получающемуся при разных сценариях при использо- вании какой-либо одной климатической модели. Кроме изменений климата, соответствующих сценариям

Рис. 18.15. Траектории концентраций для СO2 (а), CH4 (б) и N2O (в), соответствующие сценариям А1В (1), А1Т (2), А1FI (3), A2 (4), B1 (5), В2 (6)

иIS92a (7) и траектории глобальной средней температуры

вприповерхностном слое, соответствующие сценариям А1В, А1Т, А1FI, A2, B1,

В2, IS92а, IS92b и IS92c (Climate Change 2001)

354

сценарии, относящиеся не к эмиссиям, а к концентрациям ПГ. На- пример, задается рост концентрации ПГ на заданный процент в год.

Все описанные выше сценарии антропогенного воздействия на глобальный климат – так называемые «неполитические» (non-cli- mate policy scenarios), то есть в их основе лежат предположения о мировом социально-экономическом развитии без каких-либо специальных мер по регулированию антропогенного воздействия на глобальный климат. Сейчас внимание экспертов все более переклю- чается на «политические» сценарии (climate-policy scenarios). Они обычно исходят из такого регулирования глобальной антропоген- ной эмиссии парниковых газов, которое приводит к ограничению

роста их концентраций в атмосфере или даже к их уменьшению. МОЦАО подразделяются на модели минимальной сложности

(minimal complexity models), средней сложности (reduced complex- ity models) и полномасштабные. Сложность моделей нарастает по мере увеличения детальности описания модельными переменными процессов, происходящих в климатической системе Земли. В том числе увеличивается временное и пространственное разрешение этого описания [5, 13]. В рис. 18.16 в виде таблицы приведены те полномасштабные МОЦАО, которыми наиболее часто сейчас поль- зуются исследователи для расчетов параметров климата будущего. Эти модели имеют разное временное и пространственное разреше- ние (обычно – 5×5°, сейчас ближе к 1×1°), также иногда использу- ют разные геодезические проекции. Когда целью работы является получение региональной оценки последствий изменения климата, исследователи обычно пользуются каким-либо определенным сце- нарием антропогенного воздействия на климат (чаще – из семейств SRES) и средним по множеству прогонов какой-либо МОЦАО рас- четным климатом. В последнее время стало популярным не только осреднение по прогонам, но и по совокупности МОЦАО, что дает

«мультимодельный ансамблевый климат».

Обычно сценарные оценки используются в прикладных иссле- дованиях следующим образом. С помощью разных климатических моделей (МОЦАО), исходя из разных сценариев антропогенного воздействия на глобальный климат, рассчитывается набор реали- заций климата будущего. Для каждого такого климата вычисляется прикладной климатический индекс (например, сумма эффективных температур). Если изначально для каждой пары «сценарий–модель» была определена вероятность ее реализации, то и для разных вы- численных значений изучаемого прикладного климатологического

анализировать полученное вероятностное распределение в целом или же какие-то его характеристики – средние, дисперсию и т. д.

Чаще всего, однако, употребляется несколько более грубый под- ход. А именно, вычисляется «средний климат» путем осреднения

Рис. 18.16. Основные полномасштабные МОЦАО, созданные в мировых центрах по моделированию глобального климата

356

исходных климатов с соответствующими весами, задаваемыми их вероятностями (чаще всего равными весами), а затем для получен- ного среднего климата оценивается значение изучаемого прикладно- го климатологического индекса.

Проекции климата до конца XXI в. позволили сделать следую- щие основные выводы [16, 20]:

1.Продолжающаяся эмиссия парниковых газов будет являться причиной дальнейшего потепления и изменений во всех компонен- тах климатической системы. Ограничение климатических измене- ний потребует значительного и непрерывного снижения выбросов парниковых газов.

2.Проекции на следующие несколько десятилетий демонстри- руют пространственную картину изменений климата, аналогичную прогнозу на конец XXI в., но с более низкими значениями. Есте- ственная внутренняя изменчивость будет по-прежнему являться главным фактором, оказывающим влияние на климат, особенно в краткосрочной перспективе и в региональном масштабе. К сере- дине XXI в. значения проецируемых изменений будут в большой степени зависеть от выбора сценария эмиссии.

3.Прогнозируемое изменение климата, основанное на сцена- риях РТК, сходно с прогнозом 4-го доклада МГЭИК (ДО4) как по характеру, так и величине, с учетом различий между сценариями. Суммарный диапазон отклонений между проекциями с высокими RCP уже, чем между сравнимыми сценариями в ДО4, Прогнозы по- вышения уровня моря выше, чем в ДО4, главным образом благодаря усовершенствованному моделированию вклада материкового льда. Изменение глобальной приземной температуры в конце XXI в., вероятно, превысит 1,5 °С по сравнению с периодом 1850–1900 гг. во всех сценариях РТК, кроме РТК2.6. Оно превысит, вероятно, 2 °С в сценариях РТК6.0 и РТК8.5 и, скорее вероятно, чем нет, превысит 2 °С в сценарии РТК4.5. Потепление продолжится после 2100 г. согласно всем сценариям РТК, кроме РТК2.6. Потепление будет продолжать демонстрировать изменчивость на интервалах от года до десятилетия и в региональном масштабе не будет однород-

ным (рис. 18.17).

На рисунке выделен диапазон оценки по разным моделям для двух предельных сценариев: РТК2.6 и РТК8.5, серое затенение до 2005 г. характеризует результаты моделирования исторической эволюции с использованием реконструированных данных по внеш- ним воздействиям. Средние значения за 2081–2100 гг. и соответ-

Рис. 18.17. Изменения средней глобальной приземной температуры в будущем

в виде вертикальных столбиков. Указано количество моделей, ис- пользованных для расчета средних значений по мультимодельному ансамблю.

Прогнозируемый рост средней глобальной температуры озна- чает с высокой степенью достоверности, что новые уровни поте- пления по отношению к среднему климату в 1850–1900 гг. будут превзойдены, особенно в сценариях с более высокими уровнями выбросов парниковых газов. Будущее извержение вулкана такого же масштаба, что и извержение вулкана Пинатубо в 1991 г., вызвало бы резкое падение средней глобальной приземной температуры возду- ха примерно на 0,5 °С в последующем году, при этом восстановле- ние заняло бы несколько последующих лет. Более крупные изверже- ния или несколько извержений, произошедших близко друг к дру- гу по времени, привели бы к более значительным и устойчивым воздействиям. Возможные будущие

изменения

солнечной

радиации

могут

повлиять

на

темпы

повышения глобальной

температуры, но

существует

высокая

степень

достоверности, что

такое

влияние

бу-

дет

незначительным по сравнению с влиянием увеличения концен- траций парниковых газов в атмосфере.

Будущее пространственное распределение температур в по- следние 20 лет XXI в. приведено на рис. 8 Приложения для двух предельных сценариев: РТК 2.6 и РТК 8.5. Как следует из

рисунков,

в обоих сценариях наибольшее увеличение температуры

ожидается

в высоких широтах северного полушария, а

наименьшее – над океа- нами, причем по сценарию РТК 2.6 в Северной Атлантике даже ожи- дается некоторое понижение температур. Величина наибольшего

прироста температур по сценарию РТК 2.6 будет достигать 3–4 °С, а по наиболее неблагоприятному сценарию РТК 8,5 – 9–10 °С.

Изменение среднего количества годовых сумм осадков (в %) так- же на период 2081–2100 гг. по сравнению с периодом 1986– 2005 гг. показано на рис. 9 Приложения. Как видно из пространственного распределения осадков, по сценарию РТК 2.6 их изменения (как в сторону увеличения, так и уменьшения) не будут выходить за пре- делы 20 %, в то время как по неблагоприятному сценарию РТК 8.5 – достигают 50 %. Причем наибольший рост осадков ожидается в вы- соких широтах обоих полушарий и в районе экватора.

Увеличение уровня Мирового океана на середину и конец XXI в. в зависимости от сценарных значений увеличения глобаль- ной температуры показано в табл. 18.2. Из данных таблицы следу- ет, что уровень моря будет увеличиваться в течение всего XXI в. и к концу этот рост в среднем составит от 40 до 63 см в зависимости от сценария, а предельный от 26 до 82 см.

Относительно будущего состояния криосферы весьма вероят- но, что протяженность и толщина морских льдов в Арктике будут продолжать сокращаться и что снежный покров в Северном полу- шарии в весеннее время года будет уменьшаться в XXI в. по мере повышения средней глобальной приземной температуры. Объем ледников будет продолжать уменьшаться. Изменение климата за- тронет процессы углеродного цикла, что приведет к повышению

содержания СО2 в атмосфере (высокая степень достоверности). Дальнейшее поглощение углерода океаном

 

 

2046–2065 гг.

2081–2100 гг.

 

вызовет повышение

 

 

 

Сценарий

Среднее

Вероятный

Среднее

Вероятный

 

 

диапазон

Таблиц

 

 

 

 

диапазон

Изменение ПрогнозируемоеРТК2.6

 

 

 

а 18.2

изменение1,0

средней0,4–1,6глобальной1,0приземной0,3–1,7

средней

 

 

глобального0,9–2,0

среднего1,8 уровня1,1моря–2,6

температуры воздухаРТК4.5и повышение1,4

глобальной

 

 

 

 

 

в серединеРТК6–конце.0 XXI в.1,3по сравнению0,8–1,8с базовым2,2периодом1,41986–3,1

приземной тем-

РТК8.5

2,02005 гг. 1,4–2,6

3,7

2,6–4,8

пературы, °С

 

 

 

 

 

Повышение

РТК2.6

0,24

0,17–0,32

0,40

0,26–0,55

среднего уров-

РТК4.5

0,26

0,19–0,33

0,47

0,32–0,63

ня моря, м

РТК6.0

0,25

0,18–0,32

0,48

0,33–0,63

 

РТК8.5

0,30

0,22–0,38

0,63

0,45–0,82

359

кислотности океана. Поглощение океаном антропогенного СО2

будет продолжаться до 2100 г. во всех четырех сценариях РТК,

при

этом более значительное поглощение отмечается в сценариях

с

более высокими концентрациями (весьма высокая степень до- стоверности). Меньше ясности в отношении будущей динамики поглощения углерода сушей. Большинство моделей прогнозируют дальнейший рост поглощения углерода сушей по всем сценари- ям РТК, однако некоторые модели показывают и потери углерода вследствие совокупного эффекта от изменения климата и измене- ний в землепользовании. Исходя из данных моделей системы Зем- ля, с высокой степенью достоверности можно считать, что в XXI в. обратная связь между климатом и углеродным циклом будет поло- жительной; то есть изменение климата будет частично препятство- вать увеличению стоков углерода на суше и в океан, вызванному повышением концентрации СО2 в атмосфере. В результате в атмос-

фере будет оставаться больший объем антропогенного СО2. Совокупные выбросы СО2 в значительной мере определяют

повышение средней глобальной приземной температуры к концу XXI в. и в дальнейшем. Большинство аспектов изменения климата будут отмечаться в течение многих столетий, даже если выбросы СО2 прекратятся. Это является отражением существенной инерции

изменения климата в течение многих столетий, порожденной про- шлыми, настоящими и будущими выбросами СО2. Большая доля

антропогенного изменения климата, обусловленного выбросами СО2, является необратимой во временных масштабах от нескольких

столетий до тысячелетия, за исключением случая значительного

чи- стого

удаления

СО2

из атмосферы в течение длительного

периода.

После полного прекращения чистых антропогенных

выбросов

СО2

приземные температуры будут оставаться

повышенными и при-

мерно постоянными на протяжении многих

столетий. Вследствие

длительных временных масштабов переноса

тепла с поверхности

океана в его глубинные слои повышение

температуры океана бу-

дет длиться веками. В зависимости от

сценария, около 15–40 %

выброшенного СО2 будет сохраняться в

атмосфере в течение более 1000 лет.

Изменения средней сезонной температуры на территории Рос- сии в XXI в. будут характеризоваться повышением температуры зимой на территориях всех федеральных округов и, кроме Севе- ро-Кавказского и Южного, будет заметно превышать ее повышение в летний сезон [4]. Россия остается регионом мира, где потепление климата в течение XXI в. будет существенно превышать среднее гло-

360

бальное потепление. Абсолютный годовой максимум температуры как показатель экстремальности летней температуры воздуха может заметно увеличиться, в первую очередь, на юге ЕЧР. В то же время следует ожидать заметного смягчения температурного режима в хо- лодное время года, в основном из-за повышения наиболее низкой температуры воздуха на севере ЕЧР, а в конце XXI в. – и на ее юге, где зимы станут бесснежными. Оценки будущих норм среднесезон- ных температур лета и зимы за три периода ХХI в.: 2011–2030 гг., 2041–2060 гг. и 2080–2099 гг. показаны на рис. 10 Приложения как средние по ансамблю из 31 модели и по одному сценарию RCP4.5. Основной вывод состоит в том, что зимние температуры будут ра- сти в большей степени, чем летние и рост зимних температур будет более интенсивным на севере страны.

Если же рассматривать разные сценарии и отдельные федераль- ные округа Российской федерации, то по сценарию RCP2.6 рост зимней температуры в ближайшие 20 лет (2011–2030 гг.) варьирует от 0,9 °С в Кавказском ФО до 2,0 °С в Уральском ФО, а по сценарию RCP8.5 от 1,0 °С в Кавказском ФО до 2,1 °С в Уральском и Севе- ро-Западном ФО, то есть на ближайшую перспективу отличие в сце- нариях небольшое. Если же рассматривать последние 20 лет ХХI в., то рост зимних температур по сценарию RCP2.6 будет уже от 1,4 °С в Кавказском ФО до 3,1 °С в Северо-Западном ФО, а по сценарию RCP8.5 – от 4,4 до 9,2 °С в тех же ФО, то есть очень существенным как по величине, так и по территории. Летние температуры растут не так значительно и в ближайшие 20 лет как по сценарию RCP2.6, так и по сценарию RCP8.5 их рост будет достаточно однороден по территории России, варьируя всего от 1,3 до 1,5 °С. В конце XXI в. по сценарию RCP2.6 территориальные вариации прироста летней температуры останутся также небольшими, от 1,8 до 2,0 °С, а по сценарию RCP8.5 – более существенными, от 5,6 (Дальневосточ- ный ФО) до 6,4 °С (Уральский ФО). При этом по абсолютной ве- личине разные сценарные оценки на конец XXI в. расходятся уже более чем в 3 раза [12, 19].

Втечение всего XXI в. для всех сценариев отмечается устойчи- вая тенденция увеличения количества осадков в зимний период на всей территории России (рис. 11 Приложения).

Влетний период увеличение средних за сезон сумм осадков ожидается на большей части территории России, за исключением южных регионов, где к концу этого века ожидается уменьшение осадков до 25 % по сравнению с концом ХХ в. Изменения осадков

будут заметно различаться для разных федеральных округов зимой

Соседние файлы в папке Климатология лабы