Содержание
Климатические модели
В многообразии климатических моделей, используемых сегодня в исследованиях изменений
климата, можно выделить следующие четыре класса
(в порядке возрастания сложности):
1) простые
климатические модели (двумерные, одномерные
или даже нульмерные);
2) модели промежуточной
сложности (МПС)*;
3) модели общей циркуляции атмосферы (МОЦА) с упрощенными
описаниями верхнего перемешанного слоя океана
и морского льда (ВПСО/МЛ) и, наконец,
4) сложные трехмерные модели совместной циркуляции
атмосферы и океана (МОЦАО), занимающие
высшую ступень в иерархии климатических
моделей (левая часть рис. 5.1).
Простые модели, параметры которых подбираются
в соответствии с расчетами климатических
изменений с помощью МОЦАО, сложных ледниковых
моделей и т. п., могут быть использованы,
например, для оценки влияния на климат сокращения
выбросов ПГ в атмосферу либо как компоненты
так называемых моделей совокупной оценки*
(например, для анализа стоимости таких сокращений).
МПС не столько
уступают МОЦАО в количестве описываемых процессов, сколько в детальности, сложности этих
описаний, причем в отличие от простых моделей
число степеней свободы МПС превышает число
настраиваемых параметров на несколько порядков.
МПС, так же как и МОЦА/ВПСО/МЛ, по-
лезны в исследованиях отдельных физических
процессов, их взаимодействий и обратных связей
между ними, а также применяются в исследованиях
палеоклимата. Основным преимуществом моделей,
находящихся на более низких ступенях
иерархии, является их вычислительная эффективность.
Высокая вычислительная эффективность
позволяет проводить с простыми моделями и
МПС массовые ансамблевые расчеты, а также интегрировать
их на сравнительно долгие (тысячи
лет) сроки. Продолжительность экспериментов с
МОЦА/ВПСО/МЛ в исследованиях равновесных
состояний климатической системы обычно не превышает
нескольких десятилетий модельного времени,
что позволяет проводить многочисленные
расчеты, изменяя параметры модели в широком
диапазоне. Использование простых моделей, МПС
и МОЦА/ВПСО/МЛ в исследованиях возможных
в будущем изменений климата носит вспомогательный
характер.
Со времени выхода в свет 3-го оценочного
доклада Межправительственной группы экспертов
по изменению климата (3 ОД МГЭИК)
произошла смена поколения МОЦАО. В рамках
подготовки 4-го ОД МГЭИК был организован беспрецедентный по
своим масштабам и количеству участников проект
по анализу расчетов климата с помощью
МОЦАО нового поколения. Основу этого проекта,
получившего название CMIP3 и являющегося
третьей фазой проекта CMIP (см. раздел 5.4),
составили расчеты климата XX века при заданных
в соответствии с наблюдениями концентрациях
парниковых газов и аэрозолей, а также три
сценарных расчета климата XXI века (для сценариев
антропогенных выбросов А2, А1В и В1 в
соответствии с номенклатурой МГЭИК). Были
проведены и другие расчеты, например, контрольный
расчет при постоянной концентрации
парниковых газов, соответствующей уровню доиндустриальной эпохи; расчет для сценария, при
котором концентрации парниковых газов и аэрозолей
фиксируются на уровне 2000 г., и др
Всего в проекте приняло участие более двух десятков МОЦАО, разработанных в известных исследовательских центрах мира. Многие центры предоставили результаты ансамблевых (от разных начальных условий) расчетов каждого типа. На основе этих данных в Ливерморской национальной лаборатории (США) был создан электронный архив , содержащий результаты модельных расчетов для
большого числа климатических переменных. Участниками модельного проекта МГЭИК было заявлено более тысячи диагностических подпроектов,
посвященных анализу самых разных аспектов
моделирования климата.
По сравнению с 3 ОД3 произошло
существенное улучшение МОЦАО как класса моделей,
обусловленное не только увеличением разрешения
многих из них, а также совершенствованием
используемых вычислительных методов и
параметризаций, но и включением рядом моделей
описаний дополнительных климатически значимых
процессов (например, изменения содержания
интерактивных аэрозолей). Большинство МОЦАО
уже не использует процедуру коррекции потоков,
в которой они нуждались ранее для исключения
дрейфа модельного климата и поддержания стабильного состояния модельной климатической
системы, близкого к наблюдаемому. При этом
произошли улучшения в воспроизведении современного климата во многих аспектах. Таким образом, часть неопределенности неравновесного отклика МОЦАО на внешние воздействия, связанная
с использованием коррекции потоков,
уменьшилась. Однако систематические погрешности
и тренды все еще присущи МОЦАО в контрольных
расчетах.
Источник: «Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации» (Росгидромет, 2008) см. http://climate2008.igce.ru/v2008/htm/index00.htm
Подробнее (статьи в научных журналах, сайты):
(сайт ..)