Нобелевскую премию по физике вручили климатологам

5 октября Нобелевский комитет в Стокгольме назвал имена лауреатов премии по физике 2021 года. Среди них два климатолога — Сюкуро Манабэ и Клаус Хассельман — получили премию за прорывные открытия в понимании сложных физических систем и моделирование климата Земли. Мы попросили Полину Вереземскую, старшего преподавателя Факультета географии и геоинформационных технологий, объяснить, что такое климатическая модель и почему это исследование важно.

Pixabay

«В научном мире климатологии, метеорологии и океанологии произошло знаменательное событие. Нобелевский комитет, шагая в ногу со временем, признал важность климатической повестки в мире. Мы искренне надеемся, что это положительно скажется на развитии этого направления в современной науке», — говорит Полина. 

Российский ученый, который тоже мог получить нобелевскую премию

В 1960-х годах жил и работал советский климатолог и геофизик Будыко Михаил Иванович. И людям, лично знакомым с Михаилом Ивановичем и Сюкуро Манабэ, известно, что каждый из них считал лучшим климатологом другого. Будыко принадлежит одна из самых первых примитивных моделей климата. Поэтому немного жалко, что он не дожил до настоящего времени. Так бы мы с гордостью, как кажется моим коллегам, радовались, что ему присудили Нобелевскую премию в компании  Сюкуро Манабэ и Клауса Хассельмана. 

Что такое климатическая система?
Сюкуро Манабэ первым сформулировал идею того, как функционирует климатическая система и почему ее прогноз возможен. Погода носит стохастический характер, а атмосфера — турбулентный, поэтому детерминистический прогноз погоды невозможен в силу случайных процессов, которые возникают в атмосфере. При этом климатическая система, которая включает в себя атмосферу, океан, криосферу и частично биосферу,  является замкнутой системой, у которой есть внешний источник энергии. В нашем случае это солнце, которое поставляет энергию климатической системе. Также в системе определены крупномасштабные факторы, которые являются глобальными для всего земного шара, например, газовый состав атмосферы. Основываясь на этой идее, Манабэ показал, что прогноз климата в меньшей степени зависит от случайного поведения процессов в атмосфере, и в большей — от внешних и глобальных факторов. Если мы будем  знать, как солнечная энергия распределяется в климатической системе Земли, мы сможем спрогнозировать глобальный климат.

В своих работах он показал, что именно рост уровня углекислого газа в атмосфере приводит к росту температуры на поверхности Земли. Причем это было получено в результате достаточно простого анализа схемы теплового баланса земли. Как раз на прошлой лекции мы со студентами обсуждали тепловой баланс и роль парникового эффекта. 

Важный антропогенный фактор

Второй лауреат — Клаус Хассельман, известный климатолог — показал то, что долго не получалось доказать мировому сообществу. Он смог выделить источники изменения климата, то есть разделить антропогенный и природный факторы. Его методика разделения стала ключевой в климатологии, и после этого ученые заговорили об участии человека в изменении климата. Это очень важно, поскольку зная, какую долю изменения климата обеспечивает человек, люди могут воздействовать на эту долю, снижая её таким образом, чтобы климат развивался по своим собственным природным законам или максимально приближенным к ним.