CLICCS

CLICCS (Climate, Ice, and Climate Sensitivity, в переводе с англ. — «Климат, лёд и климатическая чувствительность») — это крупный междисциплинарный научный проект, направленный на изучение долгосрочной динамики климатической системы Земли, роли ледниковых покровов в этой системе и оценку чувствительности климата к изменениям концентрации парниковых газов. Проект реализуется под эгидой Немецкого исследовательского фонда (DFG) и объединяет усилия учёных из различных университетов и научно-исследовательских институтов Германии, в первую очередь Университета Гамбурга и Института метеорологии им. Макса Планка. Основная цель CLICCS — количественно оценить вероятные сценарии изменения климата на столетия вперёд, уделяя особое внимание процессам, которые могут привести к нелинейным и необратимым изменениям, таким как коллапс ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды.

История и контекст

Проект CLICCS был запущен в 2015 году как часть более широкой инициативы по изучению климатической системы Земли в рамках Немецкого исследовательского фонда. Он стал ответом на растущую потребность в долгосрочных климатических прогнозах, выходящих за рамки традиционных 100-летних сценариев, используемых в отчётах Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Ключевым стимулом для создания CLICCS стало осознание того, что многие важные климатические процессы, такие как таяние ледниковых покровов, изменение циркуляции океана и обратные связи в углеродном цикле, имеют временные масштабы в несколько столетий и тысячелетий.

Проект опирается на данные многолетних наблюдений, палеоклиматические реконструкции (изучение климата прошлого по кернам льда, донным отложениям и т.д.) и передовые методы численного моделирования. CLICCS является частью исследовательского кластера «Климат, климатические изменения и общество» (CLICCS) в Гамбурге, который объединяет естественнонаучные и социально-экономические исследования.

Цели и задачи

Основные научные цели проекта CLICCS можно сформулировать следующим образом:

1. Оценка климатической чувствительности: Определение диапазона возможных значений равновесной климатической чувствительности (ECS) — величины глобального потепления при удвоении концентрации CO₂ в атмосфере. Особое внимание уделяется учёту медленных обратных связей, связанных с ледниковыми покровами и биогеохимическими циклами.
2. Изучение динамики ледниковых покровов: Понимание механизмов, контролирующих стабильность ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды, и оценка их вклада в повышение уровня моря в долгосрочной перспективе (на 100–1000 лет).
3. Моделирование климатической системы: Разработка и усовершенствование глобальных климатических моделей нового поколения, способных интегрировать процессы, происходящие в атмосфере, океане, криосфере (льды) и биосфере, с высоким пространственным разрешением.
4. Идентификация «переломных моментов»: Выявление критических порогов в климатической системе, после пересечения которых могут произойти быстрые и необратимые изменения (например, коллапс Западно-Антарктического ледникового щита или изменение течений в Атлантическом океане).
5. Прогнозирование региональных последствий: Оценка того, как глобальные изменения климата отразятся на региональном уровне, включая изменения в режиме осадков, частоте экстремальных погодных явлений и доступности водных ресурсов.

Методология

CLICCS использует комплексный подход, сочетающий три основных метода:

Наблюдения и палеоклиматология

Учёные проекта анализируют данные со спутников, наземных метеостанций, океанографических буёв и ледниковых кернов. Палеоклиматические данные позволяют реконструировать климат прошлых эпох (например, последнего межледниковья 125 000 лет назад или плиоцена 3 миллиона лет назад), когда концентрация CO₂ была сопоставима с современной, и оценить, как реагировали ледниковые покровы и уровень моря.

Численное моделирование

Центральным элементом CLICCS является использование сложных климатических моделей, включая модель ICON (Icosahedral Nonhydrostatic Model), разработанную в Германии. Эти модели позволяют проводить симуляции на временных масштабах от десятилетий до тысячелетий, учитывая взаимодействие атмосферы, океана, морского льда, ледниковых покровов и биогеохимических циклов. Для оценки вероятности различных сценариев применяются ансамблевые расчёты — многократные прогоны модели с немного изменёнными начальными условиями.

Теоретический анализ

Разрабатываются теоретические рамки для описания и прогнозирования климатических процессов, включая теорию стохастических процессов и теории нелинейной динамики, чтобы лучше понимать поведение климатической системы вблизи критических точек.

Ключевые результаты и выводы

За годы работы CLICCS опубликовал ряд важных результатов, которые были включены в отчёты МГЭИК и другие научные обзоры:

• Оценка климатической чувствительности: Исследования CLICCS подтвердили, что равновесная климатическая чувствительность (ECS) находится в диапазоне от 2,5 до 4,5 °C, но с учётом медленных обратных связей (например, от таяния вечной мерзлоты и изменения альбедо ледников) эта оценка может быть смещена в сторону более высоких значений.
• Динамика ледниковых покровов: Моделирование показало, что Западно-Антарктический ледниковый щит может быть нестабильным при потеплении на 1,5–2 °C, а его коллапс может привести к повышению уровня моря на 3–5 метров в течение нескольких столетий. Для Гренландского ледникового щита был выявлен порог необратимого таяния при глобальном потеплении около 1,5–2 °C.
• Роль океана: Проект внёс вклад в понимание того, как тёплые океанские течения подтачивают шельфовые ледники Антарктиды снизу, ускоряя их разрушение.
• Сценарии будущего: CLICCS разработал сценарии изменения климата на 300 лет вперёд, показывающие, что даже при жёстких ограничениях выбросов парниковых газов (сценарий RCP2.6) некоторые процессы, такие как таяние Гренландского ледникового щита, будут продолжаться ещё несколько столетий.

Критика и ограничения

Как и любой крупный научный проект, CLICCS сталкивается с критикой и имеет ограничения. Основные замечания касаются:

• Неопределённость моделей: Несмотря на прогресс, климатические модели всё ещё не могут полностью воспроизвести все сложные обратные связи, особенно в облачности и в биогеохимических циклах. Это приводит к широкому диапазону возможных прогнозов.
• Недостаток данных: Для Антарктиды и Гренландии существует дефицит прямых наблюдений за процессами, происходящими под ледниковыми щитами (например, за таянием на границе льда и коренных пород).
• Фокус на естественных науках: Проект в основном сосредоточен на физических и химических аспектах климата, в то время как социально-экономические факторы (например, будущие сценарии выбросов, политические решения) рассматриваются как внешние входные данные, а не как часть моделируемой системы.
• Региональная специфика: Некоторые критики отмечают, что модели CLICCS могут быть менее точны для регионов с ограниченной сетью наблюдений, таких как Сибирь или Центральная Азия, хотя это общая проблема для всех глобальных климатических моделей.

Влияние и значение

CLICCS является одним из ведущих мировых проектов в области климатологии. Его результаты используются для:

• Информирования политиков: Данные CLICCS учитываются при разработке национальных и международных климатических стратегий, включая цели Парижского соглашения.
• Планирования адаптации: Оценки повышения уровня моря и изменения климата в регионах помогают правительствам и бизнесу разрабатывать меры по адаптации (например, строительство дамб, изменение сельскохозяйственных практик).
• Развития науки: Проект способствует подготовке нового поколения климатологов и развитию вычислительных методов в науках о Земле.

Источники

1. Проект CLICCS на сайте Университета Гамбурга (CLICCS – Cluster of Excellence “Climate, Climatic Change, and Society”).
2. Отчёты Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), Шестой оценочный доклад (AR6), 2021–2023.
3. Научные публикации участников проекта CLICCS в рецензируемых журналах (Nature, Science, Journal of Climate, Geophysical Research Letters и др.).
4. Немецкий исследовательский фонд (DFG) — информация о финансировании кластеров передовых исследований.