Доктор Ян Смит, метеоролог и историк, в статье «Historical Records of Australian Science» отдаёт дань уважения двум людям, которые разработали первую долгосрочную климатическую модель в Австралии. Эта модель показала влияние повышенных выбросов в атмосферу. Здесь, для издания Cosmos, Смит кратко излагает процесс разработки модели и объясняет глобальное влияние этого исследования.
Начало программы
Прошло 53 года с тех пор, как подразделение атмосферных исследований CSIRO решило сделать приоритетной программу мониторинга атмосферы. Её цель — расширить знания о химическом составе фоновой атмосферы и провести исследования о том, меняется ли она и почему.
В 1972 году совместное предприятие CSIRO и Бюро метеорологии (BoM), известное как Австралийский центр численных метеорологических исследований (ANMRC), было сосредоточено на разработке глобальной модели для использования в прогнозах погоды.
Однако член ANMRC в то время, Барри Хант, также был заинтересован в применении модели для изучения вопросов изменения климата, охватывающих временные масштабы от месяцев до столетий, а не только дней.
В интервью газете 1976 года Хант рассказал об одном эксперименте с моделью: «Мы изучали извержения вулканов, чтобы узнать больше об ледниковых периодах и их причинах. Созданный компьютером вулкан выбрасывал грязь в атмосферу, и мы отслеживали её продвижение. К 150-му дню моделирования мусор достиг полюсов. Температура в тропиках упала на 0,5–1,0 °C».
Эта цитата интересна по нескольким причинам. Во-первых, в ней описывается один из первых экспериментов по возмущению климата, когда-либо проведённых в Австралии. Во-вторых, она предвосхищает тот факт, что любые подобные эксперименты с климатом будут занимать много времени — месяцы и годы. В-третьих, описание «… выбросил грязь в атмосферу» — это не точный научный язык, но более чем достаточно для передачи концепций читателям ежедневной газеты.
Развитие моделирования
Четыре года спустя, в 1980 году, с ростом обеспокоенности воздействием углекислого газа в атмосфере на климат, Хант изложил своё видение климатического моделирования более тщательно в статье, опубликованной в Australian Journal of Physics: «В настоящее время интерес к климату и его прогнозированию находится на небывало высоком уровне. Отчасти это связано с тем, что с современными компьютерами и методами численного интегрирования ранее непрактичные методы теперь стали жизнеспособными… Всё больше людей осознают, что человечество теперь может непреднамеренно изменить будущий климат с помощью ряда загрязнителей, что может привести к нежелательным климатическим изменениям».
Год спустя, в 1981 году, Хэл Гордон, коллега Ханта по ANMRC, опубликовал статью, описывающую один из методов численного интегрирования, подходящий для долгосрочного климатического моделирования.
Центр ANMRC был закрыт в 1984 году, но независимая деятельность по моделированию климата продолжалась в BoM, Университете Мельбурна и CSIRO, где Хант и Гордон продолжали разрабатывать модель, соответствующую растущему спросу на информацию об изменении климата.
В 1992 году была разработана 4-уровневая версия модели CSIRO (часто называемая CSIRO Mk1), которую можно было надёжно использовать в прикладных исследованиях изменения климата. В частности, она обеспечивала реалистичное моделирование современного климата в австралийском регионе.
Относительный успех модели CSIRO и растущий спрос на информацию о будущем изменении климата на национальном и международном уровнях привели к формированию программы климатического моделирования CSIRO.
Хант разработал стратегический план и в служебной записке сотрудникам от 26 апреля 1993 года прямо заявил о цели: «Поддерживать на мировом уровне средства моделирования, которые своевременно решают критические климатические проблемы и улучшают понимание климатической системы».
Как создать модель
Представьте, что много лет назад пара автомобильных механиков получила в своё распоряжение обычный семейный автомобиль, предназначенный для бытового использования на дороге, и задалась вопросом, можно ли его модифицировать для использования в качестве гоночного автомобиля. Теперь представьте, что они возились с базовой конструкцией и модифицировали двигатель, подвеску, тормоза, рулевое управление и т. д. и разработали относительно хорошо выполненный гоночный автомобиль, способный конкурировать на международном уровне.
Более того, со временем и после нескольких успехов два механика собрали команду, которая продолжала модернизировать автомобиль, чтобы он продолжал успешно конкурировать с международными соперниками на высшем уровне.
Этот сценарий, как аналогия, безусловно, помогает описать то, что произошло почти полвека назад, когда Хант и Гордон модифицировали модель, используя свои навыки программирования и доступ к всё более мощным вычислительным ресурсам, и разработали современную глобальную климатическую модель, способную ответить на несколько важных вопросов, не последним из которых был вопрос о том, что произойдёт, если концентрация углекислого газа в атмосфере продолжит расти.
Влияние климатической модели
Вместе с другими международными моделями модель CSIRO регулярно участвовала в нескольких скоординированных проектах и информировала обсуждения, отражённые в Пятом оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), опубликованном в 2014 году.
Это, в свою очередь, привело к тому, что стало известно как Парижское соглашение, в рамках которого страны обязались ограничить глобальное потепление значительно ниже уровня +2,0 °C — значения, выше которого последствия глобального потепления становятся достаточно серьёзными.
Обязательство Австралии на тот момент состояло в том, чтобы сократить выбросы парниковых газов на 26–28 % по сравнению с уровнем 2005 года к 2030 году, а позже — на 43 % по сравнению с уровнем 2005 года к 2050 году.
Австралия была одной из двенадцати стран, внёсших свой вклад в этот сборник. Вряд ли можно утверждать, что очень немногие научные начинания могут претендовать на столь большое влияние на общество. Все участники, включая группу моделирования CSIRO, заслуживают особого признания за это достижение, но доказательств этого очень мало.
Вряд ли Барри Хант или Хэл Гордон могли предвидеть такие достижения, когда впервые начали возиться с относительно простой моделью прогноза погоды ещё в 1976 году. Стоит упомянуть, что ссылки на последнюю версию модели в литературе с 2002 года составляют около 10 000, а примерно 300 цитирований приходится на 2024 год. Это примечательно, учитывая, что работа над этой моделью прекратилась более десяти лет назад.
Недостаточное признание этих двух учёных не уникально и, вероятно, отражает тот факт, что работа исследовательских групп по всему миру по разработке моделей является напряжённой и непрерывной, и у очень немногих людей есть возможность поразмышлять над этими вопросами (не говоря уже о написании исследовательских работ), прежде чем они в конечном итоге уйдут на пенсию. Кроме того, не существует согласованного метода измерения влияния такого рода работы, которое может быть очевидным в течение многих лет. Надеемся, что эта статья восполнит этот пробел.