Эта двухсотметровая башня – один из инструментов, помогающих найти ключ к одной из наиболее сложных загадок в изучении климата – облакам.

“Вот мы и здесь, на мачте Кабао метеорологического центра в Нидерландах. Здесь мы измеряем температуру, влажность и ветер. Мы это делаем, чтобы понять, как образуются облака”, – рассказывает Пьер Себезма, старший научный сотрудник Королевского метеорологического института Нидерландов.

В этом местечке размещены приборы для наблюдения за облаками. Среди них – радар для определения массы капель воды в облаке, датчики солнечного излучения и лазерный высотомер.

Данные, полученные здесь, поступают в офис исследовательского проекта Евросоюза, которым руководит Себезма. Это важное научное исследование, потому что мониторинг образования облаков неразрывно связан с наукой, занимающейся изучением изменений климата.

“Климатические модели – наша единственная возможность заглянуть в будущее. С их помощью мы создаем прогнозы изменений климата в 21 веке. Таких моделей у нас порядка десяти, и все они дают разные варианты грядущих температурных изменений. Эта неопределенность связана с облаками, – объясняет Себезма. – Каким же образом они представлены в этих климатических моделях?”.

Облака являются одним из элементов земной атмосферы. В среднем, две трети поверхности Земли закрывают облака. Но если наша атмосфера и дальше будет загрязняться, останутся ли облака в таком количестве?

По словам Себезма, “если увеличение выброса парниковых газов, таких как СО2, будет единственным, что повлияет на изменение климата, это не страшно: средняя температура воздуха при двойной дозе СО2 вырастет всего на 1,2 градуса. Но, конечно, наша планета, наш климат – это динамичные системы. И облака отреагируют на это небольшое повышение температуры”, – говорит он.

Эти меняющиеся системы подробно изучают в рамках европейского проекта “EUCLIPSE”. Помимо изучения облаков команда исследователей этого проекта готовит доклады для Межправительственной группы экспертов по изменению климата. По словам Сандрин Бони, специалиста по моделированию изменений климата, даже основы механизма влияния облаков на климат, очень сложны, порой противоречивы.

“Различные виды облаков по-разному отражают солнечное излучение, влияют на энергетический баланс Земли. Например, низкие облака обладают значительным охлаждающим эффектом, потому что они хорошо отражают солнечные лучи, но они слабо способствуют парниковому эффекту. Очень высокие облака будет иметь значительное влияние на парниковый эффект, но довольно слабый эффект охлаждения,” – рассказывает она.

Сандрин использует данные со спутников для изучения облаков из космоса и сравнивает их с климатическими моделями. Раньше ученые могли видеть только наличие облачного покрова. Какие облака – кучевые или слоистые – они видеть не могли. В последние годы ситуация изменилась.

“В течение вот уже пары лет, после запуска спутников “Калипсо” и “Клаудсэт”, мы получаем совершенно новую информацию о вертикальном строении облаков. Это позволит нам лучше понять условия образования облаков и оценить точность наших моделей”, – говорит Сандрин.

Трехмерная картина, получаемая из космоса, буквально открыла глаза ученым, позволив сравнить их модели с реальностью.

“Вот эта карта показывает распределение низких облаков в 2008 году, данные получены со спутника “Калипсо”. В наших старых моделях мы серьезно недооценили эти облака, по сравнению с нынешними наблюдениями. В новых моделях мы улучшили их воспроизведение”, – поясняет Сандрин.

Низкие облака сложнее всего воспроизвести на климатической модели, еще сложнее – предсказать их поведение. Другому партнеру проекта “EUCLIPSE” в Нидерландах проблема видится не столь глобальной.

“Мы используем великолепные модели турбулентных потоков, с точностью, скажем, до 30 метров. Так что мы можем вблизи увидеть, как в облаке происходят процессы передачи тепла и влаги”, – рассказывает Стефан де Рооде, специалист проекта “EUCLIPSE”.

Трехмерная компьютерная модель Стефана де Рооде позволяет в интерактивном режиме изучать низовые облака. Ему хочется узнать, станет ли облаков больше или меньше с потеплением климата. А это означает новые эксперименты с другими параметрами.

“Если мы сможем показать, что результаты нашей модели близки к истинным или соответствуют результатам, полученным при наблюдении с самолетов, тогда мы сможем проверить, как модель реагирует на изменения внешних параметров. К примеру, что произойдет, если увеличить температуру поверхности моря; что произойдет, если изменится средняя горизонтальная составляющая движения ветра; если увеличится температура на высоте в 1 км, как это все повлияет на низовые облака. Ответы на эти вопросы дает наша модель, – уверяет Рооде.

Пока создается впечатление, что изучение облаков порождает больше вопросов, чем дает ответов. Но данные со спутников и наблюдения с Земли позволили сделать несколько открытий.

“Среди прочего мы обнаружили большое количество облаков на средних высотах – не низовых, ни верховых, а именно посередине, и эти облака отсутствуют в климатических моделях, – говорит Пьер Себезма.

Что сложно в мониторинге облаков – так это то, что наша атмосфера просто не может быть разбита на множество легкоуправляемых частей.

По словам Себезма, “климатические модели обладают низким разрешением. Они не позволяют воспроизвести объекты меньше 100 км, а большинство известных нам облаков как раз меньшего размера”, – отмечает он.

“Мы хотим крепче взяться за них, чтобы лучше их измерить, и именно этим мы здесь и занимаемся. Этому же служат спутниковые измерения. Нам нужно усовершенствовать модели, увеличить их разрешение. Полученные результаты будут заложены в новые климатические модели, которые помогут нам сделать более точные прогнозы,” – поясняет Себезма.

Эти прогнозы появятся в следующем докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата, который выйдет в свет в 2013 году.