Если и есть одна вещь, по поводу которой все стороны учавствующие в климатических дебатах могут согласится, так это то, что климат естественным образом менялся в прошлом. Задолго до индустриальной эпохи планета проходила через большое количество периодов потепления и похолодания. Это дало повод некоторым сделать вывод о том, что если глобальная температура изменялась в прошлом, задолго до появления внедорожников и плазменных телевизоров, нынешнее глобальное потепление также должно быть вызвано естественными причинами. Этот вывод противоречит тому, что говорит нам рецензируемая научная литература.

На простейшем уровне описания, энергобаланс планеты регулируется следующим простым принципом: если приходящая энергия возрастает, глобальная температура растет. И наоборот, когда уходящая энергия возрастает, температура падает. Скажем, планета находится в положительном энергетическом дисбалансе - это значит, что приходит больше энергии, чем излучается обратно в космос. Изменения в балансе энергии на верхней границе атмосферы называются радиационным форсингом (от английского to force - заставлять, принуждать). Когда Земля подвергается положительному радиационному форсингу, глобальная температура растет (не монотонно, конечно, существуют многочисленные сложные процессы, добавляющие шум к отклику).

Насколько изменится температура при определенном изменении радиационного форсинга? Это определяется чувствительностью климата нашей планеты. Чем больше чувствительность, тем больше изменение температуры. Наиболее распространенный способ описания чувствительности климата это расчет того, каким будет изменение температуры при повышении концентрации CO₂ в два раза. Что это значит? Количество энергии поглащаемой CO₂ может быть расчитано при помощи модели радиационного теплообмена. Результаты этих расчетов эксперементально подтверждены спутниковыми и наземными наблюдениями. Радиационный форсинг от удвоения концентрации CO2 составляет 3.7 Вт на квадратный метр (Вт/м²)(IPCC AR4 Section 2.3.1).

Таким образом, когда мы говорим о чувствительности климата к удвоению CO₂, мы говорим об изменении глобальной температуры обусловленной радиационным форсингом величиной 3.7 Вт/м². Этот форсинг не обязательно должен быть обусловлен CO₂. Его причиной может быть любой фактор вызывающий энергетический дисбаланс, например увеличение приходящей солнечной радиации.

Насколько же потеплеет при удвоении концентрации CO₂? Если бы мы жили в климате без обратных связей, глобальная температура увеличилась бы на 1.2°C (Lorius 1990). Однако в нашем климате обратные связи существуют, как положительные, так и отрицательные. Наиболее сильная положительная обратная связь обусловлена водяным паром. С ростом температуры растет и количество водяного пара в атмосфере. При этом водяной пар это парниковый газ, который вызывает еще большее потепление, что ведет за собой дальнейший рост количества водяного пара в атмосфере и так далее. С водяным паром связана и отрицательная обратная связь - больше водяного пара вызывает больше облаков, которые могут приводить как к потеплению так и к похолоданию.

Какова результирующая обратная связь? Чувствительность климата может быть расчитана по эмпирическим данным (наблюдениям). Необходимо проанализировать период, за который у нас есть как записи о температуре, так и измерения различных внешних сил (форсинга), которые вызывают изменения климата. Как только фиксируются изменения температуры и радиационного форсинга, можно расчитать чувствительность климата. На Рис. 1 показаны обобщенные результаты исследований по определению чувствительности климата (Knutti & Hegerl 2008).

Рис.1 Распределение и рамки чувствительности климата по различным данным. Круг означает наиболее вероятное значение. Толстые цветные полосы показывают вероятные значения (вероятность более 66%). Тонкие цветные полосы весьма вероятные (вероятность более 90%). Пунктирные линии означают что нет четкой верхней границы. Вероятные значения согласно IPCC (2 to 4.5°C) показаны серой областью, наиболее вероятное (3°C) вертикальной черной линией.

Существует много оценок чувствительности климата на основе инструментальных наблюдений (последние 150 лет). Несколько исследований использовали наблюдения потепления над сушей и океаном вместе с оценками радиационного форсинга. Были использованы различные методы - модели промежуточной сложности, статистические модели, расчеты энергетического баланса. Спутниковые наблюдения радиационного баланса также были использованы для определения чувствительности климата.

Некоторые работы анализируют реакцию климата на хорошо документированные наблюдения извержения вулканов. Другие рассматривают палеоклиматические реконструкции за последнее тысячилетие, или за последние 12000 лет, когда закончилось последнее оледенение.

Что мы можем заключить на основе всей этой информации? У нас есть некоторое количество независимых друг от друга исследований, покрывающих различные периоды в истории Земли, изучающих разные аспекты климата и использующих разнообразные методы анализа. Все они в итоге демонстрируют хорошо согласущиеся между собой границы чувствительности климата, с наиболее вероятным значением в районе 3°C в результате удвоения CO₂.

Обобщенные материалы исследований показывают, что результирующая обратная связь в ответ на положительный радиационный форсинг будет положительной, то есть температура будет повышаться. Нет достаточных доказательств тому, что чувствительность климата будет очень высокой, или очень низкой.

CO₂ вызывает накопление тепла в климатической системе. Радиационный форсинг вызванный CO₂ хорошо понят учеными и подтвержден эмпирическими наблюдениями. Реакция климата на это накопление тепла определяется чувствительностью климата.

Ирония заключается в том, что когда скептики упоминают изменения климата происходившие в прошлом, они на самом деле ссылаются на доказательство сильной чувствительности климата и результирующей положительной обратной связи. Более высокая чувствительность климата означает более сильную реакцию климата на изменение CO₂. Прошлые изменения климата фактически обеспечивают доказательства того, что люди могут влиять на климат в настоящее время.

За помощь в переводе и комментарии спасибо profpr

Translation courtesy of www.climaty.ru || Изменение климата