Климатическая «клюшка»

В науке бывает так, что одна картинка стоит многих тысяч слов. Именно так произошло с этим графиком, появление которого в 1999 году оказало мощнейшее влияние на современное представление о климате Земли и тенденциях его изменения. 15 марта этого года исполнилось 20 лет со дня его публикации.

График среднегодовых температур воздуха в Северном полушарии за последние 1000 лет, получивший благодаря своей форме название «Хоккейная клюшка» (Hockey stick graph), впервые был опубликован в статье американского климатолога и геофизика Майкла Манна с соавторами в журнале Geophysical Research Letters Американского геофизического союза (AGU). Именно после этой публикации тема глобального потепления впервые зазвучала на межгосударственном уровне и вскоре стала одной из главных тем климатологии и современной мировой политики.

Для построения графика авторы использовали данные прямых измерений температуры за 1902–1998 годы (на графике показаны красным) и косвенные данные, полученные по результатам анализа годовых колец деревьев, кораллов, ледяных кернов и летописных записей (на графике — синие) за период с 1000-го по 1980 год. Калибровочный период (1902–1980 годы), для которого приведены обе группы данных, показал полную их сходимость. В качестве точки отсчета (условный 0°C) для оценки температурных изменений были приняты средние значения за 1961–1990 годы.

На графике явно видно, что на фоне общего тренда понижения среднегодовых температур в 1950-е годы начался их резкий рост. Этот рост не укладывался ни в какие закономерности природных колебаний, поэтому изначально была предложена всего одна гипотеза, объясняющая такую картину, — влияние антропогенного фактора. Теперь самое время немного отвлечься от «Хоккейной клюшки» и посмотреть на ситуацию шире.

В 1920-е годы сербский инженер и климатолог Милутин Миланкович описал смену периодов глобального похолодания (ледниковые периоды) более теплыми межледниковыми эпохами, связав эту цикличность с изменением поступающей к поверхности Земли солнечной радиации (инсоляции), которая, в свою очередь, зависит от орбитальных параметров Земли (подробнее см. Циклы Миланковича). Для последних 500 тыс. лет продолжительность циклов Миланковича составляет примерно 100 тыс. лет.

Последний ледниковый период, так называемый поздний дриас, закончился примерно 12 тыс. лет назад, и сейчас мы живем в период межледниковья, называемый голоценом. Климатический оптимум голоцена (самый теплый период голоцена, называемый еще Атлантическим оптимумом) продолжался примерно с 9 до 5 тыс. лет назад. После этого началось медленное общее похолодание. Учитывая, что средняя продолжительность межледниковых эпох в четвертичном периоде составляет около 20 тыс. лет, примерно через 8 тыс. лет должен, по идее, начаться новый ледниковый период, и ни о каком потеплении, связанном с естественными циклами, речь, казалось бы, идти не может.

Сглаженная кривая глобальных температур за последние 11,3 тыс. лет. Изображение из статьи S. A. Marcott et al., 2013. A Reconstruction of regional and global temperature for the past 11,300 years

Поэтому в своем докладе о глобальном климате в 2001 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата Организации объединенных наций (IPCC) представила график «Хоккейная клюшка» в качестве главного аргумента, подтверждающего гипотезу об антропогенных причинах глобального потепления. Действительно, по сравнению со стабильным климатом последних 1000 лет быстрый рост температур на планете выглядит на графике настоящей климатической катастрофой.

За 20 лет, прошедшие после первой публикации «Хоккейной клюшки», одни ученые подвергали выводы Майкла Манна и его соавторов бурной критике, другие дополняли и уточняли картину, выполняя всё новые климатические реконструкции, которые в целом подтверждали правоту первичных построений. Недавно и сам Майкл Манн обновил свой график, продлив его вглубь еще на 1000 лет, используя для этого результаты палеотемпературных реконструкций международного консорциума PAGES2k. В этот раз уже были собраны данные по всему миру. В итоге получилась «клюшка» с удлиненной ручкой. Новый график к юбилею классической «Хоккейной клюшки» опубликовал в Фейсбуке его коллега климатолог Стефан Рамсторф (Stefan Rahmstorf). Так как среднегодовые температуры на планете продолжают расти, на новом графике удлинилась не только рукоятка «клюшки», но и ее загнутая часть.

Обновленная «Хоккейная клюшка» с удлиненной ручкой. График температур охватывает интервал последних 2 тыс. лет. Здесь за точку отсчета выбрана средняя температура периода 1401–1800 годы. Изображение из Фейсбука Stefan Rahmstorf

«Хоккейная клюшка» за 20 лет превратилась из научного аргумента в символ сторонников глобального потепления. К юбилею своего графика в марте 2019 года доктор Майкл Манн получил главную премию за природоохранные достижения — премию Тайлера, которую еще называют «нобелевской премией в области наук об окружающей среде».

Нельзя сказать, что выводы Майкла Манна и его коллег однозначно принимаются учеными во всем мире (см. Hockey stick controversy). В качестве основного контраргумента обычно приводят данные о том, что современное потепление вполне укладывается в 1500-летний цикл так называемых событий Бонда, одним из которых был Средневековый климатический оптимум — эпоха теплого климата в Северном полушарии, приходящаяся на X–XIII века. Среднегодовые температуры этого периода, реконструированные по ледяным кернам Гренландии, даже превышают современные. Еще более высокие температуры были получены для периодов Римского климатического оптимума (250 год до н. э.–400 год н. э.) и Минойского климатического оптимума (XVI–XIV века до н. э.).

Реконструкция температур Центральной Гренландии по ледяным кернам за последние 10 тыс. лет. Красным показаны современные данные, полученные с помощью прямых измерений. Изображение: commons.wikimedia.org, ncdc.noaa.gov

И всё же нельзя не признать научное и социальное значение скромного на первый взгляд графика из отдельно взятой научной статьи, который наделал столько шума и резонанс от которого, похоже, только продолжает нарастать.

Изображение с сайта news.psu.edu.

Владислав Стрекопытов