Погода и климат: Что мы о них знаем, и насколько они нам понятны

Мы ежедневно следим за погодой: дождь или солнце, похолодает или будет тепло. Но если посмотреть на изменения за последние десятилетия или даже века, то возникает вопрос: когда именно “погода” становится “климатом”? Ученые считают, что не стоит делать поспешные выводы, если какой-то месяц отклонился от нормы, то это вовсе не означает изменение климата. Такое возможно – ведь в атмосфере творится хаос, и колебания температуры могут оказаться простыми капризами природы.

Если найти общие тенденции, то хаосу можно придать конкретный смысл. И за этим процессом лучше всего следить из космоса. Здесь, конечно, при создании общей картины ключевую роль играют спутники. Данные, передаваемые спутниками, можно получить в очень крупном масштабе. Но при этом они отражают ситуацию за небольшой отрезок времени. Поэтому нельзя недооценивать и роль истории. От руки записанные наблюдения за погодой – бесценный источник информации, позволяющий следить за изменениями климата сквозь века.

Европейская организация спутниковой метеорологии – одна из крупнейших в мире организаций, занимающихся наблюдением за погодой. Здесь миром климатологических наблюдений управляет целый батальон высокоточных машин. Под их контролем функционируют два совершенно разных типа спутников с абсолютно разными орбитами. «Первая орбита – геостационарная. Она расположена на высоте 36 тыс. км. Это примерное расстояние от Земли. Вы наблюдаете за одним и тем же местом на Земле, и вы можете получать обновления практически в режиме реального времени, так как вы всегда находитесь в видимости наземной станции. Но видимость полюсов отсутствует. Поэтому был разработан другой вид спутников – полярные спутники. Когда они летят от полюса до полюса, Земля также вертится по своей оси, поэтому в конце дня мы можем увидеть ее полностью», - рассказывают специалисты этой организации.

Спутники для Еврометстата разрабатывает Европейское космическое агентство. Спутник Меток стал очень мощным научным прибором – он позволяет определять температуру и влажность поверхности суши и океана. Вместе с этим геостационарные спутники фиксируют 12 различных снимков Земли в режиме реального времени.

«12 снимков делаются на 12 волнах разной длины. И каждый из них рассказывает нам что-то о Земле. Показывает ее температуру и ее атмосферу, будь-то облачность, температура Земли или воздуха. И конечно один из главных метеопараметров – это влажность», - говорит в интервью телеканалу Euronews MSG Project Manager Стефан Карлье (Stefane Carlier).

«Когда мы собираем вместе все средние метеопараметры за последние 30 лет: температуру, влажность, давление, получается то, что мы называем показатели климата. Полученные при помощи спутников данные отражают небольшой период. Они не охватывают век или два. Достоверная информация о температуре существует только с конца 70-х, а точнее с 1979 года», - добавляет руководитель научной группы Eumetsat Йоханес Штетз (Johannes Schmetz).

Вот эти спутниковые данные за последние 34 года и стали бесценным материалом для специалистов метеослужбы Великобритании. Но в то время, как местные синоптики берут показатели Еврометстата и делают прогнозы на ближайшие часы, ученые из Hadley Centre изучают то, что происходило несколько месяцев и даже несколько лет назад. Исторические данные выполняют две ключевые задачи: во-первых, проанализировав данные прошлого, можно понять динамику климатических изменений, увидеть, какие были скачки и падения. Потом можно использовать эту информацию для проверки компьютерных моделей, чтобы понять, какова вероятность повторения эти температурных колебаний, и должным ли образом скорректированы эти программы, соответствуют ли они законам природы. Во-вторых, исторические данные используются для проверки сегодняшних прогнозов. Для того, чтобы установить, насколько они точны, пробуют прогнозировать начало зимы, используя лишь прошлогодние данные. Так делают каждый год, а потом сравнивают сегодняшнюю погоду с историческими показателями.

О погоде на сегодняшний день мы знаем практически все – данные спутников и другие показатели ежедневно поступают в метеослужбу. Но если, к примеру, произойдет сильный шторм, люди поинтересуются – временное ли это природное явление, или речь идет об изменении климата. Необходимо иметь возможность сравнивать погоду, особенно любопытно узнать про всевозможные ураганы, штормы, засухи или наводнения.

Поэтому если оказаться в нужном месте и в нужное время, то можно получить информацию о том, какая погода в том или ином регионе была много лет назад. Это позволяет установить долгосрочные тенденции и естественные изменения климата. Британская библиотека – одно из таких мест. Здесь хранятся старинные записи наблюдений за погодой. Это бесценные документы для специалистов. К примеру, в Британской библиотеке хранятся около 9 тыс. судовых журналов British East India Company. Самый старый журнал датируется 1605 годом. Особую ценность для ученых представляют журналы, начиная с 1789 года. Именно с этого момента наблюдения за погодой становятся регулярными и точными. В обязанности вахтенного офицера входило тщательное наблюдение за погодой в течение всего дня. Эта информация позволяла контролировать положение корабля и заданный маршрут. Однако ежедневно в полдень проводилась особенная процедура: фиксировали высоту Солнца, чтобы с максимальной точностью определить положение корабля. В это время даже спускались вниз корабля и, используя барометр и термометр, записывали, на какую высоту поднялся столбик ртути. Данные о давлении и температуре позволяли делать краткосрочные прогнозы погоды и видеть ее изменения.

«Спутники собирают информацию иначе, они изучают излучение верхних слоев атмосферы, и эти радиационные верхние поля содержат информацию о таких показателях, как температура, влажность, содержание озона в атмосфере, или например скорость ветра над поверхностью океана. Поэтому в принципе измерение совсем другое. Спутники собирают непосредственные данные, но не фиксируют геофизические характеристики, которые на них влияют. Подходы к замерам различные, но исторические данные и данные со спутников связаны законами природы, которым подчиняется климатическая система, и которые остаются неизменными. Это означает, что оба источника информации могут помочь ученым в изучении климата. И возможно ответить на вопрос: когда переменчивая погода становится изменением климата», - резюмирует Йоханес Штетз (Johannes Schmetz).

Для того, чтобы считать какую-то тенденцию настоящим изменениями нужно убедиться, что речь идет не об обычных отклонениях, даже если конкретные показатели постоянно идут вверх или наоборот вниз, прежде всего надо свериться со статистикой, и задаться вопросом, действительно ли это тенденция, и выглядит ли она нетипично, если сопоставить ее с историческими показателями.

Отдельного явления недостаточно, чтобы доказать глобальные изменения. Это под силу только статистическим данным, собранным на протяжении долгого периода. Случайность не может определять статистику. Но если какое-то явление повторяется из раза в раз, то это служит нам подсказкой. И, в конце концов, если случайностей набирается слишком много, например, летом год от года становится все жарче, то статистические показатели доказывают, что климат поменялся.

Конечно, исторические архивы дают крайне скудное представление о погоде – это ограниченная информация. Особенно если сравнивать с данными, которые мы сегодня получаем благодаря обширной системе спутников. Но данные со старых кораблей и с новейших спутников оказываются одинаково полезными, когда речь идет об изменениях климата и прогнозах погоды. Природа не тороплива, и ученые считают, что людям также не стоит торопиться выводами.