Blog poświęcony popularyzacji badań klimatycznych
Blog > Komentarze do wpisu

Zmiana klimatu – bardzo zachmurzony obraz

Kilka dni temu odbyło się spotkanie w San Francisco Amerykanskiej Unii Geofizycznej, w którym uczestniczyło ponad 20,000 geofizyków.  Część z nich zajmuje się zmianami klimatu, ale są też sejsmolodzy, geodeci, oceanografowie, itp.   Na tych spotkaniach pokazuje się ostatnie wyniki naukowe, ale są też wygłaszane retrospektywne, przeglądowe seminaria. Jednym z takich seminariów było wystąpienie Graeme Stephensa.  Graeme Stephens zajmuje się wpływem promieniowania słonecznego  i podczerwonego na chmury, czyli  fizyką zmian klimatu.  Dla wyjaśnienia - w modelach symulujących klimat na podstawie równań opisujących zjawiska fizyczne w atmosferze i oceanie można, używając obliczeń komputerowych, przewidzieć zmiany klimatu powodowane,  dla przykładu, podwojeniem koncentracji dwutlenku węgla.  Modele takie  są przedmiotem krytyki ze strony przeciwników  badań zmian klimatycznych. Stephens nie jest przeciwnikiem badań  zmian klimatu. Mimo to,  wygłosił seminarium jakie można uznać za nieco heretyczne, jeżeli jest się bezkrytycznie po stronie zwolenników tezy o tym, że zmiany klimatu są już do końca wyjaśnione.   Przetłumaczyłem, z pewnymi zmianami,  wstęp wystąpienia Stephensa.  Warto powiedzieć, że krytyka Stephensa ma też receptę na wyjście z pewnego kryzysu badań zmian klimatu. Uważa on, że należy skoncentrować się na badaniach satelitarnych procesów  chmurowych w skali kuli ziemskiej, za pomoca aktywnych pomiarów – czyli  pomiarów radarowych lub lidarowych (patrz zdjęcie).

 

A-TRAIN

"Pociąg-A" - zestaw satelitów, które przylatują nad danym punktem nad Ziemią, w krótkim okresie czasu po sobie. Cześć z pomiarów odbywa się za pomocą radaru (CloudSat) i lidaru (CALIPSO), czyli aktywnych pomiarów teledetekcyjnych, dzięki którym można dostać informację o globalnej strukturze chmur i ich własnościach fizycznych takich jak wielkość kropel, opad, czy całkowita ilość wody (wodność chmur). Rezultaty "Pociągu-A" są wykorzytywane w eksperymentalnych wersjach modeli prognoz pogody do lepszego zrozumienia procesów chmurowych.

"Tematyką o jakiej będę mówił zajmuję się przez około 40 lat, od momentu kiedy byłem doktorantem. Zacząłem kiedy  oddziaływanie pomiędzy chmurami i promieniowaniem nie było ważnym przedmiotem badań w fizyce atmosfery. Związane było to z faktem, że modelowanie klimatu zaczęło się od numerycznych prognoz pogody.  W numerycznych prognozach pogody oddziaływanie pomiędzy chmurami i promieniowaniem słonecznym i podczerwonym nie jest aż tak istotne.  Kiedy zaczynałem swoje badania większość modeli klimatu miało wbudowane założenie, że pokrywa chmur zależy od szerokości geograficznej ale nie zależy od długości geograficznej.  Chmury  wpływały na promieniowanie słoneczne ale tak, żeby ogólny bilans energii  promieniowania słonecznego i podczerwonego był prawidłowy.   Innymi słowy,  nie było żadnych mechanizmów sprzężeń zwrotnych.  Miałem olbrzymie trudności, żeby przekonać modelarzy klimatu, że oddziaływanie promieniowania słonecznego z chmurami jest ważne.  Już na początku lat 1970 pokazałem w swoich pracach, że grubość optyczna chmur jest istotna. Wskazywałem też na fakt, że grubość optyczna chmur zależy od ilości wody w chmurach i dlatego musi to być ważny parametr.   Odpowiadano mi wtedy, że grubość optyczna chmur nie będzie używana w modelach klimatu.    Podobne uwagi dotyczyły opisu mikrofizyki chmur.   W roku 2011 widać dramatyczne przemiany -zarówno mikrofizyka chmur jak i grubość optyczna chmur są  używane jako parametry w modelach klimatu.  W moim referacie chciałbym  opowiedzieć o  postępie jaki nastąpił w opisie wpływu chmur na klimat.    Chciałbym się też zastanowić co jest powodem,  że badania zmian klimatycznych stanęły obecnie jakby w miejscu.  Czy jest recepta na to, żeby znowu nastąpił postęp?

 

Moim zdaniem  powodem dlaczego zmiany średniej temperatury na powierzchni Ziemi są trudne do oceny jest to, że oddziaływanie klimatu (ruchu powietrza i innych procesów zachodzacych w atmosferze) z chmurami jest skomplikowane, ma wiele różnych  aspektów,  jest zmienne w przestrzeni i w czasie, i  po prostu nie może zależeć od jednego parametru jakim jest średnia globalna temperatura na Ziemi. Skomplikowany  charakter oddziaływania klimatu z chmurami powoduje, że różne modele w różny sposób przewidują  te sprzężenia zwrotne.  Jeżeli  nie zmienimy myślenia to za dziesięć,  dwadzieścia lat nadal będziemy w tej samej sytuacji.  Mimo tych uwag uważam, że nastąpił ostatnio postęp w zrozumieniu procesów chmurowych.  Dla przykładu, jesteśmy bardzo blisko pełnego zrozumienia  w jaki sposób zachodzi transport wody i pary wodnej.  Moim  zdaniem fundamentalnym sposobem polepszenia modeli  klimatu jest zrozumienie  procesów fizycznych chmur w skali globalnej..."

Dla ekspertów:

1. Całość  wystąpienia Stephensa, łącznie z kilkoma referencjami,  jest na stronie AGU
http://vimeo.com/33321693

2. G. L. Stephens  był szefem projektu CloudSat.

3. CALIPSO z początku nazywał się PICASSO ale ze względu na znanego malarza zmieniono nazwę.  

 

środa, 14 grudnia 2011, pcirrus

Polecane wpisy