Климатическая наука: наблюдения и модели - Ричард Мур

Ричард Мур

Климатическая наука: наблюдения и модели

"Если человеку изложить факты, которые идут вразрез с его инстинктами, он тщательно их изучит, и если доказательства не будут явными, он откажется верить этим фактам. С другой стороны, если ему предложить то, соответствует его инстинктам, он примет это даже на основе минимальных доказательств".

Бертран Рассел, Дороги к свободе, 1918 год.

Наука и модели

Истинная наука начинается с результатов наблюдений и измерений. Это приводит к созданию теорий и моделей, которые приводят к прогнозам. Прогнозы могут быть проверены дальнейшими измерениями и наблюдениями, которые, в свою очередь, могут подтвердить или аннулировать теории и модели, или усовершенствовать их.

Это парадигма принята всеми учеными. Но ученые тоже люди, как правило, варящиеся в соусе академического научно-исследовательского сообщества и политической системы. Поэтому, в практической науке, как в поговорке – "наперед не загадывай". Есть проблемы с получением финансирования, давление со стороны коллег, карьерные соображения, доминирующая политическая догма и т.д.

В случае с моделями существует особая проблема. Исследователи склонны привязываться к своим моделям, как психологически, так и профессионально. Когда новые наблюдения противоречат общепринятой модели, существует тенденция, при которой исследователи просто подправляют свои модели, учитывая новые данные, а не отказываются от модели совсем, бросаясь на разработку новой. Или же, они могут просто игнорировать новые наблюдения, заявив, что их модель является правильной, а новые результаты исследований ошибочны.

Классическим примером этой проблемы является модель Вселенной. Модель Птолемея предполагала, что Земля является центром Вселенной, и Вселенная вращается вокруг него. Интуитивно кажется, что эта модель правильна. На Земле кажется, что не мы движемся, а Солнце и звезды. "Очевидно", что Вселенная вращается вокруг Земли.

Однако для того, чтобы эта модель работала в отношении Луны и других планет, необходимо было определить механизм эпициклов. Если Вселенная действительно вращается вокруг Земли, эпициклы должны существовать, но никаких других оснований верить в эпициклы нет. Когда Галилей и Коперник провели свои исследования, была представлена значительно более прозрачная модель, которая объяснила все движение без необходимости эпициклов. Но Земля больше не являлась центром Вселенной.

В данном случае было не так много ученых, которые были привязаны к старой модели, но Церкви очень нравилась идея Птолемея, поскольку она соответствовала их толкованию Священного Писания. Мы все слышали историю про епископа, который отказался смотреть в телескоп и поэтому мог игнорировать новые знания и придерживаться старой модели. Галилея принудили отречься, Коперник, который не отрекся, был приговорен к смерти. Такое политическое вмешательство может сдержать прогресс науки и погубить карьеру.

Климатические модели и публичное мнение

В случае с климатическими моделями, используемыми Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) делается предположение, что СО2 является основным фактором, определяющим климат. Существует интуитивная основа для этого предположения, если принять во внимание, что СО2 является парниковым газом, и что уровень CO2 и температура резко возросли в прошлом веке. Кроме того, наблюдается большая корреляция между температурой и уровнем CO2, которую можно проследить в данных многолетних исследований ледяных кернов. Кроме того, сжигание ископаемых видов топлива продолжает загрязнять атмосферу (и океаны) увеличивающимся количеством CO2. Это привело к гипотезе, что температура может подняться в одночасье, и привести к опасным для жизни на планете последствиям. Вся эта информация была живо описана Альбертом Гором (Al Gore) в нашумевшем документальном фильме.

Однако здесь, как и в модели Птолемея, есть много проблем, связанных с предположением, что СО2 управляет климатом, а также с прогнозированием опасного потепления. Во-первых, долгосрочные данные показывают, что исторически, сначала изменялась температура, а затем, много позже, менялся уровень СО2. Во-вторых, в последние годы наблюдались периоды значительного похолодания, даже в то время как уровень СО2 продолжал быстро расти. Кроме того, исторические документы показывают, что в прошлом температура была значительно выше, чем сегодня, в том числе, тысячу лет назад (средневековый период потепления). И как ни странно, бедствия, такие как исчезновение полярных медведей или изменение циклов обратной связи происходили только как результат.

Как и в случае с моделью Птолемея, существуют политически влиятельные группировки, которые воспользовались теорией опасного, вызванного человеческой деятельностью глобального потепления для своих собственных целей. Подробнее об этих целях немного дальше. Сейчас достаточно сказать, что щедрое финансирование было предоставлено ученым CRU (Восточно Английскому Подразделению по исследованию климата), которые были более чем готовы "уточнить" модель и иметь дело с "неудобной правдой" о проблемах модели, даже, если это потребует "сокрытия снижения температуры".

И те политические группировки, которым принадлежит большинство западных СМИ, и которые тесно сотрудничают с ООН и МГЭИК и намерены заработать триллионы на торговле выбросами, внимательно следят за тем, чтобы средства массовой информации постоянно вколачивали обывателю мысль о том, что вызванное человеком глобальное потепление представляет угрозу для всей жизни на Земле.

Все это совпадало и с целями экологического движения, которое по очень достойной причине выражает обеспокоенность касательно загрязнений всех видов, и с беспокойством общественности по поводу чрезмерной зависимости от невозобновляемых источников ископаемого топлива. Исследования, порожденные "коалицией всегда готовых ученых", плюс "авторитет" МГЭИК, плюс сообщения "объективных" средств массовой информации, а также, наивный энтузиазм экологического движения и "идеальный шторм" мирового общественного мнения обратил дело "уменьшения углеродных выбросов" в эквивалент религии.

Ученые, которые настаивают на дальнейшем изучении проблем данной модели, характеризуются экологическими активистами и средствами массовой информации как "отрицатели", их принципиальность ставится под вопрос, а их исследования трудно опубликовать в научных климатологических журналах. Они рассматриваются этой современной религией как еретики и не имеют права голоса в общей дискуссии.

Однако проблемы данной модели автоматически не аннулируют ее, не делают этого и все ненаучные вмешательства, даже если они оправдывают скептицизм в отношении моделей МГЭИК и CRU. Давайте сделаем попытку исследовать этот вопрос для себя.

Вопрос 1: Существуют ли вообще тревожные проблемы глобального потепления вне независимости от того, что может быть их причиной?

Исторический рекорд: 2000 до н.э. - 1900 н.э.

Давайте посмотрим на фактические долгосрочные измерения температуры за последние 4000 лет, основанных на исследованиях ледового щита. Я скачал эти данные с официального сайта NOAA (http://www.ncdc.noaa.gov), а также построил для себя следующие графики. Исследования ледового щита являются общепризнанными с точки зрения большой надежности этого индикатора температуры. По данным NOAA, погрешность находится в пределах 1%. Давайте сначала посмотрим на северное полушарие. Данные из Гренландии:

Мы видим, что на протяжении последних 4000 лет имеется ряд температурных пиков, каждый из которых меньше предыдущего. К концу графика, по мере того, как мы выходим из малого ледникового периода, мы наблюдаем новый пик в преддверии 1900 года. Этот новый пик начался задолго до того, как количество вырабатываемого человеком CO2, стало значительным, и согласуется с тенденцией уменьшения пиковых температур. В 1900 году, температура была очень низкой по сравнению с температурой в течение всего этого периода, и на 3° С ниже максимальной за этот период. В целом, в Северном полушарии, температура имела явную тенденцию к сокращению примерно с 1400 до н.э., когда наблюдался максимум.

Теперь давайте посмотрим на температуру в Южном полушарии за тот же период. Данные с кернов полярной станции Восток:

Для южного полушария мы видим совершенно иную картину. Это различие, вероятно, отражает тот факт, что большая часть суши Земли находится в Северном полушарии, в то время как в Южном полушарии преобладает океан, что приводит к различной динамике климата. Вместо того, чтобы снижаться с 1400 г. до н.э., мы видим более или менее сбалансированные колебания вокруг средней базовой линии для всего 4000-летнего периода. По состоянию на 1900, мы оказались немного выше среднего показателя за отчетный период.