Як показали недавні події, навіть Всесвітнього банку хочеться зрозуміти траєкторію глобального потепління. Для цього є кілька способів, але більшість покладається на такий показник, як чутливість клімату. Метод грубуватий, але простий: при подвоєнні атмосферної концентрації вуглекислого газу середня температура на планеті збільшується на певне значення.

Міжурядова група експертів зі зміни клімату (МГЕЗК) вважає, що це 2-4,5 C з найбільш ймовірною величиною близько 3 C. Ряд досліджень показав, що вірно більш високе значення, але чергові штудії, проведені великою групою вчених і охопили мільйони років історії Землі, говорять про те, що МГЕЗК все ж більш або менш права.

При додаванні двоокису вуглецю в атмосферу температура зростає нелінійним чином. ІК-фотон може бути поглинений молекулою парникового газу тільки один раз. Чим більше таких газів, тим вище ймовірність поглинання. Тому і вважається, що кожне подвоєння концентрації вуглекислого газу (він використовується в якості загального еквівалента вмісту парникових газів в атмосфері) дає приблизно однаковий ефект.

Щоб обчислити цей ефект, треба взяти всі відомі сили і зворотні зв'язки і закласти їх в кліматичну модель, потім подвоїти вуглекислий газ і подивитися, що вийде, коли система досягне рівноваги. Саме так і вчинила МГЕЗК. Але кліматичні моделі бувають різними, тому вийшло не одне значення, а діапазон від 2,1 до 4,4 К.

Альтернативний варіант - спробувати виміряти чутливість клімату в періоди великих кліматичних змін в минулому. На жаль, ці оцінки не завжди збігаються з МГЕЗК і до того ж не завжди згодні один з одним. Ці розбіжності і спонукали велику колаборацію PALAEOSENS з'ясувати, що відбувається.

Частково проблема викликана банальної неповнотою даних. Керни льоду, здатні розповісти про клімат останні 800 тис. років або близько того, - прекрасні літописці, а захоплені ними бульбашки газу дозволяють зробити розумну оцінку глобальної атмосфери. Але вони свідчать лише про місцеву температурі. І там, де немає крижаних кернів, доводиться покладатися на інші методи. Наприклад, досі немає задовільного способу прояснити історію концентрацій метану - потужного парникового газу.

Ще одна проблема полягає в тому, що Земля являє собою динамічну систему. Іноді вона реагує на підвищення температури досить швидко - наприклад, втратою снігового покриву (який має охолоджуючий ефект, відбиваючи сонячне світло назад у космос). Іноді - поступово. Океани, наприклад, виступають в ролі гігантського радіатора, здатного уповільнити будь потепління на багато століть. В результаті знайти точку рівноваги дуже складно.

Ну і додамо сюди той факт, що різні дослідники користуються різними методами оцінки чутливості клімату.

Тому вчені наново проаналізували вже опубліковані дослідження на основі єдиного показника чутливості клімату і розділили швидкі реакції на зміну клімату, в результаті викиду парникових газів і довгостроковий відгук, необхідний для досягнення рівноваги. Автори вважають, що на швидке реагування припадає близько двох третин від загальної зміни температури і що, як правило, вони відбуваються протягом 100 років.

Завдяки аналізу дещо прояснилося. По-перше, чутливість клімату змінюється з часом. У якомусь сенсі це було відомо: давно помічено, що конфігурація континентів здатна вплинути на клімат незалежно від атмосферних і орбітальних факторів. В останні 800 тис. років континенти були більш або менш на тих же місцях, що і сьогодні, однак чутливість клімату не була однаковою. Варіативність невелика - в межах півтора кельвінів, але її не можна скидати з рахунків.

Розширивши аналіз до 65 млн років, автори підрахували, що оцінка МГЕЗК вірна десь на 70%. Якщо бути більш точним, інтервал від 2,2 до 4,8 має До 68-відсоткову ступінь довіри. 95-відсотковий інтервал набагато ширше, але і він включає діапазон МГЕЗК.

Вчені роблять тривожний висновок про те, що ми повернемося до точки, у якій вимерли динозаври. При цьому сьогодні концентрація парникових газів (за антропогенних викидів) зростає набагато швидше, ніж в кайнозойську еру (з природних причин). Такої швидкості зміни радіаційного нагріву планета ще не знала. Передбачити, що нас чекає, дуже складно.

Результати дослідження опубліковані в журналі Nature.

Підготовлено за матеріалами Ars Technica.