Немецкие ученые знают, почему прогнозы изменений климата противоречат друг другу | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW | 31.08.2009
  1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages
Реклама

Наука

Немецкие ученые знают, почему прогнозы изменений климата противоречат друг другу

Прогнозирование климата опирается на компьютерные модели. Однако влияние ряда факторов в этих моделях либо вообще не учтено, либо учтено недостаточно. Немецкие и американские исследователи вносят поправки...

Прогнозирование климата - наука не очень точная

Прогнозирование климата - наука не очень точная

Идет ли речь о глобальном потеплении или об иных тенденциях в изменении климата нашей планеты, все прогнозы климатологов неизменно опираются на результаты компьютерного моделирования. Таким образом, точность прогнозов напрямую зависит от того, насколько достоверны эти модели. Понятно, что все они - не более чем некоторое условное приближение, призванное всего лишь более или менее приемлемо описывать протекающие в реальности чрезвычайно сложные и не поддающиеся точному расчету природные процессы. Не зря ведь прогнозы, выполненные на разных климатических моделях, порой противоречат друг другу.

Это связано, в частности, с тем, что некоторые важные факторы не получают в этих моделях адекватного отражения. Если, скажем, атмосфера и мировой океан представлены в большинстве моделей не только достаточно детально, но и трехмерно, то есть с учетом сложных процессов взаимодействия, протекающих также в радиальном направлении, с распределением по глубинам и высотам, то континенты фигурируют здесь в качестве довольно плоских образований - во всяком случае, процессы, связанные с грунтовыми водами, в климатических моделях практически не нашли отражения.

"А это ошибка, существенно искажающая расчеты, - утверждает гидрогеолог Штефан Коллет (Stefan Kollet), научный сотрудник Боннского университета. - Влияние грунтовых вод на процессы, протекающие в нижних слоях атмосферы и на поверхности суши, учтено явно недостаточно. В таких моделях процесс высыхания суши происходит слишком быстро".

Трехмерная модель Великих равнин

В сотрудничестве с коллегами из США Штефан Коллет разработал собственную климатическую модель. Она представляет собой, по сути дела, комбинацию из двух моделей - той, что учитывает круговорот воды на поверхности, и той, что имитирует распределение и движение грунтовых вод. А в качестве модельного региона исследователи выбрали знаменитые Великие равнины, предгорное плато вдоль восточных склонов Скалистых гор на Среднем Западе США. Эти равнины известны как Всемирная житница, здесь возделывают пшеницу, кукурузу и сою.

Для Коллета и его американских коллег главным аргументом в пользу именно этого сельскохозяйственного региона стало то, что он прекрасно изучен. "Там очень густая сеть метеостанций, - поясняет боннский ученый, - там множество датчиков, измеряющих температуру и влажность почвы - как на поверхности, так и на разных глубинах. Наконец, там имеется еще и некоторое количество колодцев, в которых регулярно замеряется уровень грунтовых вод".

На своей модели исследователи просчитали, какие последствия вызвало бы повышение среднегодовой температуры на 2,5 градуса Цельсия. Расход воды, испаряющейся с поверхности листьев растений, увеличился бы, почва потеряла бы много влаги, - это ясно. Вопрос стоял так: пересохнет ли полностью весь этот регион, превратится ли в сплошную безжизненную сухую степь, если прервется нить, соединяющая поверхность земли с грунтовыми водами, если капиллярного давления в порах в грунте станет недостаточно, чтобы поднять грунтовые воды на поверхность? Прервется ли здесь круговорот воды?

"Мы обнаружили, что процессы на поверхности земли очень сильно зависят от уровня грунтовых вод, - говорит Штефан Коллет. - Если уровень грунтовых вод расположен глубже пяти метров, связь между процессами на поверхности и под землей практически прерывается".

Обилие рек спасет Германию

В этой ситуации на поверхности возникает дефицит влаги, испаряться больше нечему, и почва начинает прогреваться все сильнее. Ведь испарение воды с поверхности почвы - так же как испарение пота с поверхности тела, - процесс эндотермический, то есть теплопоглощающий, и вызывает охлаждение. Без контакта с грунтовыми водами этот механизм работать перестает. Европейцам довелось пережить нечто подобное летом 2003 года - тогда из-за жары почва на востоке континента полностью пересохла, что привело к еще более страшной жаре.

Однако модель Коллета и его американских коллег вселяет надежду: она показывает, что в бассейнах рек повышение температура на 2,5 градуса не окажет практически никакого негативного влияния на связь грунтовых вод с поверхностью почвы. "Данные, полученные нами для Великих равнин в США, вполне могут быть перенесены и на некоторые другие регионы, например, на Рейнскую впадину, - говорит ученый, - поскольку здесь имеют место те же самые процессы".

Учитывая, что в Германии плотность рек очень высока, возможно, потепление климата скажется здесь не столь драматически, как это предсказывают нынешние модели. "Во всяком случае, их необходимо дополнить данными о грунтовых водах", - считает Штефан Коллет.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Дарья Брянцева

Контекст