В начале 2000-х годов возникла новая область исследований в области климатологии, в рамках которой началось изучение человеческих отпечатков пальцев в экстремальных погодных условиях, таких как наводнения, волны тепла, засухи и штормы.

Эта область, известная как «приписывание экстремальных явлений», набирает обороты не только в мире науки, но также в средствах массовой информации и в воображении общественности.Эти исследования могут связать кажущуюся абстрактной концепцию изменения климата с личным и осязаемым опытом погоды.

Ученые опубликовали более 350 рецензируемых исследований, посвященных экстремальным погодным явлениям по всему миру, от волн тепла в Швеции и засух в Южной Африке до наводнений в Бангладеш и ураганов в Карибском бассейне. В результате появляется все больше свидетельств того, что деятельность человека увеличивает риск некоторых видов экстремальных погодных явлений, особенно связанных с жарой.

Чтобы отследить, как накапливаются доказательства по этой быстро меняющейся теме, Carbon Brief нанесла на карту — насколько нам известно — каждое опубликованное на сегодняшний день исследование атрибуции экстремальных погодных условий.

Carbon Brief показывает:

— 70% из 405 экстремальных погодных явлений и тенденций, включенных на карту, оказались более вероятными или более серьезными из-за антропогенного изменения климата.

— 9% событий или тенденций стали менее вероятными или менее серьезными из-за изменения климата, то есть 79% всех событий испытали влияние человека.Остальные 21% событий и тенденций не показали заметного человеческого влияния или были неубедительными.

— Из 122 исследований, посвященных изучению экстремальной жары по всему миру, 92% обнаружили, что изменение климата сделало событие или тенденцию более вероятными или более серьезными.

— В 81 исследовании, посвященном дождям или наводнениям, 58% обнаружили, что деятельность человека сделала событие более вероятным или более серьезным. Для 69 изученных засух это 65%.

Впервые опубликованная в июле 2017 года, эта статья является четвертым ежегодным обновлением (см. Сноску), включающим новые исследования.Цель состоит в том, чтобы он служил средством отслеживания развивающейся области «атрибуции экстремальных событий».

Использование карты

На карте выше показано 405 экстремальных погодных явлений и тенденций по всему миру, для которых ученые провели исследования по определению причин. Различные символы показывают тип экстремальной погоды; например, жара, наводнение или засуха. Цвета показывают, обнаружило ли исследование атрибуции связь с изменением климата, вызванным деятельностью человека (красный), отсутствие связи (синий) или неубедительным (серый).

Используйте кнопки «плюс» и «минус» в верхнем левом углу или дважды щелкните в любом месте, чтобы увеличить любую часть мира. Щелкните символ, чтобы получить дополнительную информацию, включая цитату из оригинального документа, в которой резюмируются результаты, и ссылку на онлайн-версию.

Фильтр слева позволяет пользователям выбирать конкретный тип погодных явлений для просмотра или, например, только те, на которые оказывает влияние изменение климата.

Фильтр также можно использовать для выделения экстремальных событий определенного года. (Примечание: предыдущие версии этой карты классифицировали события по году публикации исследования или анализа.) Чтобы изолировать исследования, которые оценивают изменение тенденций экстремальных погодных явлений, щелкните поле «тренд» в фильтре.

Программное обеспечение, используемое для создания карты, в настоящее время работает только с веб-проекцией Меркатора (которая используется практически всеми основными поставщиками карт в Интернете). Стоит отметить, что это, как и все картографические проекции, дает несколько искаженное представление о мире.

Важно отметить, что изученные учеными погодные явления выбраны не случайно. Это могут быть громкие события, такие как ураган Харви, или просто события, произошедшие в непосредственной близости от научно-исследовательских центров. (Подробнее об этом ниже.)

Карта включает три различных типа исследований. Кружками и шестиугольниками на карте отмечены статьи, опубликованные в рецензируемых журналах. Различные формы относятся к тому, учитывает ли исследование отдельное экстремальное событие (круги), например лесной пожар или шторм, или анализирует ли оно долгосрочные тенденции экстремальной погоды (шестиугольники), такие как изменение частоты наводнений или волн тепла на море. со временем.

Третья фигура — треугольники — указывает на быстрое исследование атрибуции. Это быстрые оценки вклада изменения климата в экстремальные погодные явления, опубликованные в Интернете вскоре после завершения события. (Подробнее об этом ниже.)

Наконец, стоит отметить, что расположение некоторых значков является приблизительным — особенно для исследований, охватывающих большие регионы. Например, глобальные исследования можно найти в центре Атлантического океана.

События и тенденции, показанные на карте, отражены в 357 отдельных научных статьях или экспресс-исследованиях.Если одно исследование охватывает несколько событий или мест, они были разделены.

Объединив данные за последние 20 лет, в литературе преобладают исследования экстремальной жары (33%), дождя или наводнения (20%) и засухи (17%). Вместе они составляют более двух третей всех опубликованных исследований (70%). Полный список доступен в этой таблице Google.

Как показано на диаграмме ниже, количество изученных экстремальных явлений существенно выросло за последние 10-15 лет.Обратите внимание, что формальные исследования обычно проводятся через год или около того после самого мероприятия, поскольку процесс написания и рецензирования журнальных статей может занять много месяцев.

Большинство включенных здесь исследований были опубликованы в ежегодных специальных выпусках «Объяснение экстремальных явлений» Бюллетеня Американского метеорологического общества (BAMS). Каждый том-справочник обычно содержит около 15-30 рецензируемых исследований событий предыдущего года. Другие исследования были найдены с помощью базы данных Climate Signals и онлайн-поиска в журналах.Это обновление включает исследования, опубликованные до начала февраля 2021 года.

(Примечание: карта в настоящее время включает только исследования, опубликованные на английском языке.)

Определенные типы событий можно отобразить в таблице ниже, щелкнув названия категорий вверху.

Большинство категорий экстремальных погодных явлений говорят сами за себя, но «штормы» и «океаны» требуют небольшого объяснения.

Для простоты представления категория «штормы» включает как тропические циклоны, такие как ураганы и тайфуны, так и внетропические штормы. Категория «океаны» включает исследования, изучающие морские волны тепла, штормовые нагоны и силу явлений Эль-Ниньо.

Две относительно новые категории включают «обесцвечивание кораллов» и «экосистемные услуги», что отражает текущие разработки в науке атрибуции.

Например, два исследования, посвященных 2016 году, показали, что Эль-Ниньо и антропогенное изменение климата вместе привели к засухе и неурожаям в южной части Африки (pdf, p91), и что усиленное потепление температуры поверхности моря увеличило риск (pdf, p144 ) обесцвечивания кораллов на Большом Барьерном рифе.

Такие исследования показывают, что исследования атрибуции все чаще рассматривают влияние экстремальных явлений, а не сосредотачиваются исключительно на погодных явлениях.

Одно из первых исследований «атрибуции воздействия» было опубликовано в 2016 году. По его оценкам, 506 из 735 погибших в Париже во время европейской аномальной жары 2003 г. были вызваны тем фактом, что изменение климата сделало жару более интенсивной, чем она могла бы в противном случае. Был. То же самое относится к 64 из 315 погибших в Лондоне, говорится в исследовании. Воздействие на здоровье все чаще становится предметом исследований атрибуции.

Аналогичным образом, исследование также направлено на расчет экономических затрат, связанных с участием человека в экстремальных явлениях.Например, исследование 2020 года оценило, что приблизительно 67 миллиардов долларов ущерба, причиненного ураганом Харви в 2017 году, «связаны с влиянием человека на климат».

Этот сдвиг в сторону воздействий «весьма значителен», — говорит профессор Питер Стотт, возглавляющий группу климатического мониторинга и атрибуции в Метеорологическом бюро Hadley Center и являющийся соредактором отчетов BAMS с момента их создания в 2012 году. Он говорит Carbon Бриф:

«Воздействие трудно осуществить, потому что необходимо установить значительную связь между метеорологией и рассматриваемым воздействием.Как редакторы, мы пытаемся поощрять больше исследований воздействий, потому что именно воздействия, а не метеорология как таковая, имеют тенденцию мотивировать эти типы исследований — и если у нас есть только атрибуция метеорологического события, то у нас будет только косвенное ссылку на соответствующее воздействие ».

Наконец, исследование атрибуции также выявило «сигнал» человеческого влияния в общих индикаторах изменения климата, таких как повышение средней температуры или повышение уровня моря.Недавние исследования позволили даже обнаружить отпечаток изменения климата «по любому отдельному дню из наблюдаемых глобальных рекордов с начала 2012 года и с 1999 года на основе данных за год». Эти типы исследований не были включены в карту атрибуции, поскольку здесь основное внимание уделяется крайностям.

Из включенных здесь исследований атрибуции ученые обнаружили, что изменение климата, вызванное деятельностью человека, повлияло на вероятность или серьезность экстремальных погодных явлений в 79% изученных случаев (в 70% случаев они стали более серьезными или вероятными, а в 9% — менее серьезными).

В первом выпуске этого анализа Carbon Brief в 2017 году было обнаружено, что 68% событий имели влияние на человека (63% были более серьезными или вероятными, а 6% — менее серьезными).

Существует несколько способов проведения атрибутивного анализа. (Предыдущие статьи Carbon Brief об атрибуции дают больше информации о различных методах.) Одним из наиболее распространенных является использование наблюдений и / или моделирования климатической модели экстремального явления в текущем климате и сравнение их с прогонами идеализированных моделей этого события в текущем климате. мир без глобального потепления, вызванного деятельностью человека.Разница между моделированием изменения климата «с» и «без» показывает, как изменилась вероятность или серьезность этого экстремального явления.

Обратите внимание, что события классифицируются здесь как имеющие антропогенное воздействие, если установлено, что изменение климата повлияло хотя бы на один аспект этого события. Например, исследование засухи в Восточной Африке в 2011 году показало, что изменение климата способствовало провалу «продолжительных дождей» в начале 2011 года, но отсутствие «коротких дождей» в конце 2010 года было связано с климатическим явлением Ла-Нинья.Таким образом, это событие определяется как имеющее влияние на человека.

Для большинства событий, затронутых изменением климата, баланс сдвинулся в том же направлении. То есть повышение температуры сделало рассматриваемое событие более серьезным или более вероятным. Эти события обозначены красным цветом на диаграмме ниже. Щелчок по красному «срезу» показывает, что на волны тепла приходится 43% таких явлений, на дожди или наводнения — 17%, а на засухи — 16%. Вернитесь к исходной диаграмме и сделайте то же самое с другими фрагментами, чтобы увидеть соотношение различных типов погоды в каждой категории.

В 10% изученных экстремальных погодных явлений и тенденций ученые не обнаружили заметного влияния деятельности человека.Они окрашены в синий цвет на карте и в таблице выше. Еще для 11% данных наблюдений или методов моделирования, использованных в исследовании, было недостаточно для получения надежного заключения (показано серым цветом на карте и круговой диаграмме).

Ученые обнаружили, что в 9% изученных погодных явлений и тенденций изменение климата сделало явление менее вероятным или менее серьезным (бледно-оранжевый на диаграмме выше).

Неудивительно, что в эту категорию входят метели и сильные похолодания. Тем не менее, в нем также есть несколько исследований, которые показывают, что изменение климата уменьшило вероятность сильных дождей, а другое, которое показало, что повышение температуры сделало сельскохозяйственную засуху в Калифорнии менее вероятной.

Засуха — это сложно (подробнее об этом ниже). Вкратце, однако, стоит отметить, что пять других исследований, посвященных различным аспектам калифорнийской засухи 2011-17 годов, показали, что изменение климата сыграло свою роль. Два не нашли заметной ссылки (pdf, p7-15), а один был неубедительным (pdf, p3).

Интересно, что в исследовании 2020 года было проанализировано, как в средствах массовой информации США изображаются связи между изменением климата и засухой в Калифорнии. Он обнаружил, что ссылки «широко освещались как в местных, так и в национальных новостях», но отмечает:

«Однако законные различия в методах, лежащих в основе исследований атрибуции, проводимых разными исследователями, часто приводили к научной неопределенности или разногласиям в освещении в СМИ.”

Как показывает случай засухи в Калифорнии, часто необходимо копнуть глубже, чтобы понять полную картину. В оставшейся части этой статьи рассматриваются доказательства трех наиболее изученных типов экстремальных погодных явлений — волн тепла, сильных дождей и наводнений и засух, а также некоторые из основных проблем, связанных с атрибуцией событий, а также с указанием того, где находится поле в целом. Заголовок.

Волны тепла

Из 132 исследований, посвященных экстремальной жаре во всем мире, 122 (92%) обнаружили, что изменение климата сделало такое событие более вероятным или более серьезным.Ни одно исследование не показало, что волна тепла стала менее суровой из-за изменения климата, в то время как два исследования (2%) не выявили никакого влияния, а еще восемь (6%) не дали окончательных результатов.

Туристы выдерживают жаркие погодные условия на лондонском районе Саутбэнк, где, по прогнозам, температура достигает 35 ° C. 29 июня 2019 г. Фото: Amer Ghazzal / Alamy Stock Photo

Одно исследование предполагает, что волна тепла в Корее летом 2013 года стала в 10 раз более вероятной из-за, например, изменения климата (pdf, p48). Исследования экстремальной жары, не повлиявшей на изменение климата, представляли собой анализ волны тепла в России в 2010 году и исследование быстрой атрибуции рекордно высоких температур, зафиксированных в Раджастане, Индия, в мае 2016 года.В отношении последнего авторы предположили, что «отсутствие обнаруживаемой тенденции может быть связано с маскирующим эффектом аэрозолей на глобальное потепление и увеличением использования орошения».

Хотя волны тепла являются наиболее изученным экстремальным явлением в литературе по атрибуции, они становятся «все менее и менее интересными для исследователей», — отмечается в статье Bloomberg от 2020 года. Д-р Фридерике Отто — исполняющий обязанности директора Института изменения окружающей среды Оксфордского университета. со-руководитель World Weather Attribution, консорциума научных организаций, основанного в 2014 году для предоставления «своевременной и научно достоверной информации о том, как изменение климата может повлиять на экстремальную погоду».Она сказала Bloomberg, что консорциум решил не исследовать рекордную летнюю жару в Калифорнии в том году, поскольку «доказательства уже настолько веские».

Особенно хорошо изученным регионом волн тепла в литературе является Австралия, на которую приходится 11% включенных здесь явлений, связанных с жарой. Было обнаружено, что изменение климата сыграло роль во всех из 14 изученных австралийских тепловых явлений, кроме одного. Тем не менее, стоит отметить одно событие: хотя исследование (pdf, p145) было неубедительным для города Мельбурн на юго-востоке Австралии, авторы все же обнаружили влияние человека на сильную жару на побережье в Аделаиде.

Это поднимает несколько важных моментов. Во-первых, установить, что изменение климата способствовало событию, — это не то же самое, что сказать, что оно «вызвало» это событие. Атрибуция — это определение того, отличается ли вероятность или масштабы того или иного события, происходящего сейчас, от того, что было бы в мире, где не было потепления.

Полезная аналогия — как объяснялось в первом отчете BAMS в 2012 году — с бейсболистом, который начинает принимать стероиды. Если игрок начинает делать на 20% больше хоумранов, чем раньше, невозможно точно сказать, является ли конкретный хоумран результатом стероидов или спонтанного мастерства игрока.Но можно сказать, как стероиды повлияли на вероятность того, что игрок добьется успеха, сравнив их текущие и исторические результаты. Как сказано в отчете:

«Учитывая, что стероиды привели к увеличению на 20% вероятности того, что любой конкретный взмах летучей мыши игрока приведет к хоум-рану, вы сможете сделать заявление об атрибуции, что, при прочих равных, использование стероидов увеличило вероятность этого конкретного случая на 20% ».

Еще один важный момент заключается в том, что в тех случаях, когда наука об атрибуции обнаруживает, что изменение климата делает данный тип экстремальной погоды более вероятным, это не обязательно означает, что шанс испытать такую ​​погоду с каждым годом становится все выше.Естественная изменчивость означает, что будут и взлеты, и падения в силе и частоте экстремальных явлений.

Наконец, результаты атрибуции обычно имеют определенную степень уверенности. Таким образом, в то время как два исследования могут обнаружить роль человеческого влияния в данном погодном явлении, сигнал может быть сильнее для одного, чем для другого. Для целей этого анализа карта атрибуции не различает результаты с высокой и низкой достоверностью, но пользователи могут переходить к каждому исследованию для получения более подробной информации.

Сильный дождь и наводнение

Из 81 исследования, посвященного дождям или наводнениям, 47 (58%) обнаружили, что деятельность человека сделала событие более вероятным или более серьезным — это гораздо меньшая доля, чем в исследованиях, связанных с жарой. В девяти исследованиях (11%) было обнаружено, что изменение климата снизило вероятность возникновения всего события. Из оставшихся исследований сильных дождей 15 (19%) не нашли доказательств связи с изменением климата, а 10 (12%) не дали окончательных результатов.

То, что существует более разделенный набор результатов для экстремальных дождей, чем для волн тепла, может предполагать несколько вещей.В некоторых случаях ограниченные данные могут затруднить обнаружение четкого «сигнала» об изменении климата, превышающего «шум» погоды, который считается нормальным для конкретного региона. В других случаях неубедительный результат может отражать тот факт, что дождевые осадки или наводнения по своей природе более сложны, чем волны тепла, со многими способами, по которым естественная изменчивость играет роль. Человеческие факторы, такие как землепользование и дренаж, также влияют на то, приведет ли сильный дождь к наводнению.

Возьмем, к примеру, Великобританию. В то время как одно исследование показало, что изменение климата увеличило риск наводнений в Англии и Уэльсе осенью 2000 года, по крайней мере, на 20% (и даже до 90%), другое исследование обнаружило незначительное влияние на летние осадки в 2012 году (pdf, p36).

Это поднимает еще один важный момент. Когда дело доходит до интерпретации результатов исследований атрибуции событий, имеет значение, в чем заключается вопрос. Например, в исследовании 2013 года был задан вопрос, было ли недавнее влажное лето на северо-западе Европы ответом на отступление арктического морского льда (pdf, p32).Ответ исследования был «нет». Но, как сказано в предисловии к отчету BAM за тот год:

«Учитывая множество способов, которыми изменение климата может повлиять на осадки в этом регионе, отрицательный результат роли арктического морского льда не следует интерпретировать как отсутствие какой-либо роли в изменении климата».

Это похоже на аргумент, выдвинутый доктором Кевином Тренбертом, выдающимся старшим научным сотрудником Национального центра атмосферных исследований, и его коллегами в «перспективной» статье Nature Climate Change в 2015 году.

В документе отмечается, что в хаотической погодной системе сложная динамика атмосферы означает, что размер и траектория шторма или сильного дождя имеют большой элемент случайности. Это может затруднить определение того, к чему относится изменение климата, потенциально недооценивая его влияние.

Следовательно, вместо того, чтобы анализировать погодные условия, которые приносят шторм в область, авторы утверждают, что ученым следует изучить, как влияние этого шторма было усилено изменениями температуры — известными как «термодинамические» эффекты.Более высокие температуры означают более теплое море, более высокий уровень моря и больше влаги, испаряющейся в атмосферу. Авторы пишут, что это изменения, в которых ученые могут быть более уверены, и поэтому они должны быть в центре внимания исследований атрибуции, а не изучения изменений в моделях циркуляции в атмосфере.

Например, в статье пересматривается более раннее исследование (pdf, p15), в котором предполагалось, что изменение климата снизило вероятность пятидневного сильного дождя, обрушившегося на северо-восток Колорадо в сентябре 2013 года.Тренберт и его коллеги утверждают, что, хотя изменение климата, возможно, не сделало конкретную погодную систему, которая привела к дождю, более вероятной, оно внесло свой вклад в чистый объем влаги в атмосфере.

Хотя исследования атрибуции волн тепла, как правило, более прямолинейны, чем штормы, поскольку они сосредоточены на термодинамических воздействиях, вопрос, который они задают, по-прежнему важен.Жара в России в 2010 году — хороший тому пример. Одно исследование, посвященное серьезности события, не обнаружило роли в изменении климата. Еще один, который действительно нашел влияние, оценил вероятность события.

Это очевидное противоречие решается в третьем исследовании, которое примиряет два других. В нем объясняется, что «одно и то же событие может быть в основном генерированным внутри компании [т. Е. естественной изменчивостью] по величине и в основном за счет внешних факторов [т.е. из-за антропогенного изменения климата] с точки зрения вероятности возникновения ».

Отто, ведущий автор третьего исследования, рассказывает Carbon Brief:

«Таким образом, исследования только кажутся противоречивыми, но на самом деле дополняют друг друга».

Также важно подчеркнуть, что отсутствие доказательств связи с изменением климата — это не то же самое, что доказательство отсутствия. Другими словами, это не обязательно означает, что не было никакого человеческого влияния, просто конкретный анализ его не обнаружил. Вот почему отдельное исследование никогда не должно считаться последним словом о том, как изменение климата влияет на данный тип экстремальной погоды.

Засуха

Из 69 рассматриваемых здесь явлений и тенденций засухи 65% обнаружили, что изменение климата увеличило серьезность или вероятность его возникновения, а 1% обнаружили, что изменение климата уменьшилось. Еще 19% исследований не обнаружили заметной связи с деятельностью человека, а 14% были безрезультатными.

капетонианцев стоят в очереди за водой у природных источников по всему городу во время водного кризиса, январь 2018 г. Фото: Tim Wege / Alamy Stock Photo

Этот смешанный набор результатов отражает присущую засухе сложность.И, опять же, важен конкретный вопрос. Выводы о роли изменения климата в конкретной засухе могут зависеть от того, рассматривает ли исследование, например, температуру, осадки или влажность почвы.

Как поясняется в отчете BAMS за 2015 год:

«Засуха по-прежнему является типом события, результаты которого требуют значительного контекста, а простые ответы часто остаются труднодостижимыми из-за множества метеорологических, гидрологических и социальных факторов, которые в совокупности вызывают засуху.”

География

Несмотря на то, что в области атрибуции экстремальных явлений за короткий промежуток времени было сделано многое, ученые постоянно ищут способы приспособить свою работу к тем людям, которые могут ее использовать.

Одной из основных целей с первых дней работы в этой области было расширение атрибуции экстремальных явлений для охвата более крупной и разнообразной географической области.

Где в мире ученые могут проводить исследования атрибуции — и для каких событий — всегда будет ограничиваться качеством и доступностью наблюдаемых данных и соответствующих моделей.Карта атрибуции, например, подчеркивает, что исследований экстремальных погодных явлений в Африке и Южной Америке относительно мало.

Но в настоящий момент существует также сильная склонность к погодным явлениям, которые являются локальными для групп моделирования или представляют особый научный интерес. Отто объясняет:

«Например, ученые часто проводят исследования атрибуции, потому что событие происходит прямо у них на пороге. Таким образом, Великобритания, Калифорния и Боулдер [в Колорадо] изучены гораздо больше, чем другие части мира, но это не обязательно делает их местами, особенно подверженными влиянию изменения климата.”

Это означает, что, хотя проведенные до сих пор исследования свидетельствуют о роли изменения климата в экстремальных погодных условиях во всем мире, их не следует рассматривать как репрезентативные для всех типов экстремальных погодных явлений повсюду, — говорит Отто. Она сообщает Carbon Brief:

«[Исследования на данный момент] являются частью общей картины, но мы не знаем, что находится на недостающих частях головоломки. И, что очень важно, мы не знаем, сколько деталей отсутствует ».

Например, Отто недавно написал гостевой пост Carbon Brief о том, как отсутствие мониторинга волн тепла в Африке означает, что они являются «забытым воздействием» изменения климата.

Наряду с расширением научных исследований, охватывающих различные типы погоды и многие другие регионы мира, ученые все быстрее начинают контролировать исследования атрибуции экстремальных явлений — иногда вычисляя цифры всего через несколько дней после того, как событие произошло.

Включенные здесь экспресс-исследования — все, за исключением одного, — произведены в рамках инициативы World Weather Attribution (WWA), описанной ранее. Исключение составляет анализ погоды в Великобритании в 2020 году, проведенный Метеорологическим бюро и опубликованный в журнале Carbon Brief.Это показало, что изменение климата увеличивает вероятность теплого года в Великобритании примерно в 50 раз.

Хотя индивидуальные экспресс-оценки ВАВ не проходят индивидуальную экспертную оценку, они проводятся с использованием методов, прошедших процесс экспертной оценки. Как поясняется в отчете BAMS за 2014 год:

«Как и в случае с другим рутинным анализом, таким как оперативный сезонный прогноз, заявления, сделанные о явлениях жары с использованием этих методов, не обязательно должны проходить через рецензируемую литературу, чтобы считаться достоверными.”

Проводя анализ сразу же после погодных явлений, эти экспресс-исследования предоставляют информацию о влиянии изменения климата почти в реальном времени, вместо того, чтобы ждать много месяцев для официального исследования.

(В некоторых случаях эти быстрые оценки позже публикуются в рецензируемых журналах. В этих случаях формальное исследование включается в карту атрибуции, а не в первоначальный анализ. В некоторых случаях это означает, что более ранние быстрые оценки удаляются из карту Carbon Brief для добавления в соответствующую рецензируемую статью после ее публикации.)

Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды (ЕЦСПП) в настоящее время работает над пилотной «службой оперативной атрибуции» через Службу изменения климата Copernicus (C3S).

Это сотрудничество между Метеорологическим бюро Великобритании, Немецкой метеорологической службой (DWD), Meteo France, Голландской метеорологической службой (KNMI) и Оксфордским университетом «продемонстрирует, как национальные метеорологические службы могут оперативно определять причину экстремальных погодных явлений», Профессор Стотт рассказывает Carbon Brief:

«В этом проекте мы разрабатываем и тестируем протоколы, которые нам понадобятся, чтобы дать возможность быстро и надежно оценить степень, в которой недавние экстремальные погодные явления стали более или менее интенсивными или более или менее вероятными из-за изменения климата.Мы начали в начале года и до сих пор опробовали наши процедуры на анализе волны тепла 2018 года в Европе ».

Прогресс, достигнутый на сегодняшний день, «продемонстрировал важность международного сотрудничества для разработки новых методов и процессов», — говорит Стотт. Но «национальные метеорологические службы по всей Европе по-прежнему будут нести особую ответственность за предоставление рекомендаций по погоде и климату в своих странах», — добавляет он:

«В Метеорологическом бюро Великобритании мы развиваем наши возможности оперативной атрибуции, чтобы помочь информировать общественность, политиков и журналистов о том, в какой степени разрушительные экстремальные погодные явления, такие как наводнения в Йоркшире прошлой осенью, были затронуты изменением климата.”

Развивающаяся наука

По мере того, как наука об установлении причин экстремальных явлений становилась все более тонкой и тонкой, появился и выбор терминологии, связанной с экстремальной погодой и изменением климата.

Хотя некоторые утверждают, что на все экстремальные погодные условия влияет потепление, это требует определенной осторожности. Как отмечалось в первом отчете BAMS за 2012 год:

«Хотя утверждалось, что в антропоцене все происходящие экстремальные погодные или климатические явления изменяются под воздействием человека на климат… это не означает, что изменение климата может быть причиной всех экстремальных погодных или климатических явлений.В конце концов, всегда была экстремальная погода ».

Но хотя было бы преждевременно предполагать, что какое-то отдельное исследование является последним словом, ясно, что — во многих случаях — наука может добиться большего. Точно так же научное мышление явно отошло от неудовлетворительного утверждения о том, что невозможно приписать какое-либо отдельное погодное явление изменению климата.

Действительно, были некоторые исследования, которые пришли к выводу, что событие — или аспект события — было бы «практически невозможным» или «не могло бы быть таким серьезным» без изменения климата. Согласно одному исследованию морского льда в Арктике в 2016 году:

«Минимум морского льда в Арктике в 2012 году является контрпримером к часто цитируемой идее о том, что отдельные экстремальные явления не могут быть объяснены влиянием человека».

В конечном счете, общих правил атрибуции нет. Ученым необходимо изучить обстоятельства каждого отдельного погодного явления или более длительную картину событий для изучения тенденций.Только объединив доказательства со всего мира, они могут начать делать более широкие выводы.

Следовательно, исследования атрибуции в значительной степени зависят от качества и доступности данных наблюдений и моделирования климата. В короткой статье для журнала Weather доктор Отто из Оксфордского университета говорит, что «модели, используемые для атрибуции, должны иметь возможность надежно оценивать вероятность типов событий, которые приписываются».

Как обсуждалось ранее, исследования атрибуции волн тепла имеют тенденцию быть более прямолинейными, поскольку они сосредоточены на термодинамических эффектах, а не на атмосферной циркуляции.Тем не менее, Отто сообщает Carbon Brief, что недавние исследования показывают, что модели переоценивают межгодовую изменчивость экстремальной жары в некоторых частях мира и, таким образом, недооценивают тенденцию и роль изменения климата.

Например, в ходе быстрого исследования по атрибуции летней аномальной жары в Западной Европе в 2019 году Отто и ее коллеги обнаружили, что в июне модели «показывают примерно на 50% меньшие тенденции, чем наблюдения в этой части Европы, и намного больше». межгодовой изменчивости, чем наблюдения ».Аналогичным образом, исследование лесных пожаров в Австралии в 2019-2020 годах показало, что «модели недооценивают наблюдаемую тенденцию к жаре, реальное увеличение может быть намного выше».

Эти результаты подчеркивают важность совместного анализа моделей и наблюдений, говорит Отто:

«Это заставило меня понять, насколько важна атрибуция для научного сообщества — и всех, кто использует науку о климате — при объединении наблюдений и моделей в очень конкретном реальном тестовом примере.

Таким образом, атрибуция может использоваться, чтобы помочь ученым «определить, где модели работают хорошо, а в каких нет, гораздо более прямым способом, чем классическая оценка навыков климатических прогнозов», — добавляет Отто.

Прогнозируемая атрибуция

Одной из попыток продвинуть науку об атрибуции вперед был самый первый «прогнозируемый» анализ атрибуции, который количественно оценил влияние изменения климата на размер, количество осадков и интенсивность урагана Флоренс до того, как он обрушился на берег в Северной Каролине в сентябре 2018 года.

В ходе анализа было проведено два набора краткосрочных прогнозов урагана: один для нынешнего климата, а другой для моделируемого мира без изменения климата, вызванного деятельностью человека. Тогда исследователи пришли к выводу:

«Мы обнаружили, что количество осадков значительно увеличится более чем на 50% в наиболее сильных частях шторма. Это увеличение существенно больше, чем ожидалось только из термодинамических соображений. Кроме того, мы обнаружили, что шторм будет оставаться в высокой категории по шкале Саффира-Симпсона в течение более длительного времени и что шторм будет примерно на 80 км в диаметре больше в месте выхода на сушу из-за вмешательства человека в климатическую систему.”

Анализ показал неоднозначную реакцию. Профессор Стотт сказал Carbon Brief, что это «довольно крутая идея», но она будет зависеть от возможности надежно прогнозировать такие события. Доктор Кевин Тренберт, выдающийся старший научный сотрудник Национального центра атмосферных исследований, назвал это «своего рода катастрофой». Он сказал Carbon Brief, что качество прогноза сомнительно для оценки:

«Прогнозы не были хорошими: интенсивность прогнозируемого шторма у берегового примыкания была 4-й или 5-й, насколько я помню, вместо 2-й.Таким образом, сделанные заявления были основаны на весьма ошибочных предположениях, а именно на том, что у них был хороший прогноз ».

Ключевым требованием для надежного исследования атрибуции является то, чтобы модели точно воспроизводили экстремальное событие, добавил Тренберт, но «очевидно, что нельзя оценить достоверность прогноза, если сделать это заранее».

Авторы впоследствии опубликовали статью в Science Advances, в которой «анализируется прогнозируемая атрибуция с учетом ретроспективного анализа».Результаты показывают, что изменение климата увеличило количество осадков, «связанных с прогнозируемым ядром шторма» примерно на 5%, и способствовало тому, что ураган «Флоренция» был «примерно на 9 км больше по среднему максимальному диаметру (или увеличению площади шторма на 1,6%) из-за изменения климата. ».

Авторы признают, что «количественные аспекты наших прогнозируемых заявлений об атрибуции выходят за пределы широких доверительных интервалов наших ретроспективных утверждений и сильно отличаются от ретроспективных лучших оценок».Короче говоря, результаты сильно отличаются от прогнозов.

Однако авторы также заявляют, что они определили, что пошло не так с их прогнозным анализом. Проблемы с тем, как были построены их модели «без изменения климата», создавали больший контраст по сравнению с их реальными симуляциями. Таким образом, результаты показали, что изменение климата будет иметь большее влияние, чем оно есть на самом деле.

Тем не менее, исследование действительно определяет поддающееся количественной оценке влияние изменения климата на ураган Флоренция, дополняя данные исследований других групп авторов, исследователи приходят к выводу: «Поскольку климат продолжает нагреваться, ожидается, что экстремальные тропические циклоны выпадут в виде осадков и в результате внутренние наводнения станут еще более частыми.”

И это отражено в других исследованиях, представленных на этой карте, которые предполагают, что из экстремальных погодных явлений, изученных учеными до сих пор, изменение климата сделало 70% из них более вероятными или более разрушительными. Большинство этих явлений были волнами тепла, но следы изменения климата также сказались на засухе, проливных дождях, лесных пожарах и даже тропических циклонах.

Наконец, атрибуция может оглядываться не только вперед, но и в прошлое.В исследовании 2020 года, посвященном явлениям жары и засухи 1930-х годов в США, используется нетрадиционный подход к рассмотрению того, как прошлое событие «повело бы себя» с нынешними уровнями парниковых газов.

Исследователи обнаружили, что «период повторяемости лета с периодом сильной жары один раз на 100 лет (как наблюдалось в 1936 году) был бы сокращен примерно до одного случая на 40 лет» в сегодняшнем климате.

Carbon Brief направлен на то, чтобы периодически добавлять новые исследования атрибуции экстремальных явлений к нашей карте и сопутствующий анализ по мере их публикации.Пожалуйста, свяжитесь с любыми предложениями по исследованиям атрибуции, которые могут быть включены.