Вчені знайшли розбіжності між кліматичними моделями і даними льодовиків

Науковці з Університету штату Огайо виявили суттєві розбіжності між даними, отриманими з крижаних кернів тропічних гір, та кліматичними моделями епохи голоцену, що кидає виклик сучасному розумінню кліматичної історії Землі.

Дослідження, опубліковане в журналі Communications Earth & Environment, порівнює дані з крижаних кернів, зібраних у Гренландії, Антарктиді та різних тропічних горах, з кліматичними моделями голоцену – геологічної епохи, що розпочалася приблизно 11 700 років тому. Результати показують значні невідповідності між природними даними та комп’ютерними симуляціями, особливо щодо тропічних гірських регіонів. Ця невідповідність отримала назву “температурна загадка голоцену”.

Головна суперечність полягає в тому, що кліматичні моделі вказують на поступове потепління протягом усього голоцену, тоді як палеокліматичні зразки свідчать про період глобального похолодання в пізньому голоцені. Таке непорозуміння змушує науковців переосмислити методи кліматичного моделювання та інтерпретацію даних.

Полярна згода та тропічні розбіжності

Дослідники використали ізотопний аналіз кисню з крижаних кернів для порівняння природних даних з кліматичними моделями. “Сучасні кліматичні моделі стверджують, що планета пережила раннє стійке потепління протягом усього голоцену, але більшість палеокліматичних зразків свідчать про те, що пізніше в голоцені Земля пережила період глобального похолодання”, – пояснює Юнтао Бао, провідний автор дослідження та докторант з географії.

Цікаво, що дані з полярних регіонів, таких як Гренландія та Антарктида, добре узгоджуються з кліматичними моделями. Однак аналіз кернів з тропічних гір демонструє суттєві відхилення від прогнозованих значень. Зокрема, дані з гір Кіліманджаро в Танзанії та Уаскаран у Перу свідчать про можливе похолодання на 0,8-1,8 градусів Цельсія, тоді як моделі вказують на тривале потепління на 1,5 градуса.

Ці кліматичні зміни зумовлені орбітальними впливами – змінами в орбіті Земля-Сонце, які впливають на глобальний клімат. Проте розбіжність між моделями та даними над тропічними горами створює складну наукову проблему у поясненні ізотопних співвідношень кисню та пов’язаних з ними температурних змін.

Обмеження моделей та шляхи вдосконалення

За словами Бао, важливою причиною розбіжностей може бути те, що кліматичні симуляції не враховують такі фактори, як рослинність і землекористування. “Всі моделі мають різні види невизначеностей”, – зазначає він, пропонуючи використовувати ізотопні дані крижаних кернів як орієнтир для оцінки якості кліматичних моделей.

Дослідники використовували систему моделювання під назвою Community Earth System Model, яка включає глобальні компоненти, такі як атмосфера, океан, суша та річковий стік. Ця система дозволяє будувати комплексні кліматичні прогнози, але має обмеження в точності відтворення минулих кліматичних умов.

Лонні Томпсон, співавтор дослідження та професор наук про Землю, підкреслює важливість розуміння цих обмежень. “Більшість кліматичних моделей, які не враховують зворотний зв’язок, наприклад, землекористування, рослинність, пил і вулканічні викиди, не настільки точні в прогнозуванні природного світу”, – пояснює він. Вчений наголошує, що непрямі дані з крижаних кернів є одними з найбільш відтворюваних типів кліматичних свідчень.

Жоден окремий фактор, такий як коливання глобальної температури чи рясні опади, не може повністю пояснити виявлені закономірності епохи голоцену. Це спонукає дослідників шукати більш комплексні підходи та покращувати сучасні методи моделювання.

Томпсон підкреслює важливість цього типу досліджень: “Ми розглядаємо як недоліки в даних, так і в моделях. Природний світ дуже складний, тому, коли ви намагаєтеся вловити його і помістити в модель, це велика робота”. Він також додає, що якщо технологія не може зафіксувати тонкі природні варіації, виникають серйозні питання щодо надійності її прогнозів на майбутнє.

Дослідження завершується закликом до палеокліматичної спільноти допомогти в удосконаленні глобальних кліматичних моделей, особливо в контексті стрімкої втрати біорізноманіття, яку зараз переживає Земля. “Великі прориви в науці відбуватимуться на межі співпраці”, – підсумовує Томпсон, закликаючи вчених об’єднатися для вирішення цих складних проблем.

Це дослідження не лише висвітлює обмеження сучасних кліматичних моделей, але й підкреслює важливість використання природних даних для їх вдосконалення. Розуміння минулих кліматичних змін має критичне значення для точних прогнозів майбутнього нашої планети в умовах сучасних кліматичних викликів.