16.12.2020 г.
Ученые рассчитали, как "эффект бабочки" влияет на климат

Ученым УрФУ удалось рассчитать, как будет меняться климат под воздействием случайных факторов или при изменении различных параметров. Оказалось, что незначительные на первый взгляд характеристики, например, плотность облаков, могут привести к непредсказуемым последствиям. Об этом сообщает пресс-служба вуза.

- Изменение климата связано со множеством параметров - скорость таяния льдов, опреснение мирового океана и изменение его температуры, уровень углекислого и других газов в атмосфере и прочие параметры. Взаимосвязь между ними и определяет динамику климата. Но просчитать эту траекторию невозможно, так как система слишком сложная. Кроме того, существуют возмущения, которые эту систему выводят из нормального состояния, - говорит профессор кафедры теоретической и математической физики УрФУ Дмитрий Александров.

Физики поставили цель выявить, насколько сильно непредсказуемые факторы - так называемый "эффект бабочки" - влияют на динамику климата. Для этого они изучили существующие математические модели, добавили в них случайный фактор и показали, что необходимо, чтобы климат перешел от теплого к холодному (в работе ученые сосредоточились на плейстоцене - периоде, который начался 2,588 миллиона лет назад и закончился 11,7 тысячи лет назад).

- Так, две двумерные модели поясняют связь между средней глобальной температурой мирового океана и массой морского льда и взаимосвязь температуры и растительности. В первом варианте случайные факторы могут создавать колебания климата и стать причиной климатического хаоса. Во втором - изменение параметров (шум) с нарастающей интенсивностью может привести к постепенному снижению средней температуры и вызвать катастрофический сдвиг климатической системы к состоянию, когда Земля из покрытой растительностью превратится в снежный ком, - говорится в сообщении вуза.

Ученые сделали вывод, что для перемены климата вовсе необязательно дожидаться глобальной катастрофы, вроде падения большого метеорита, и выявили условия, которые могут вывести систему из равновесия.

Трехмерные модели, построенные исследователями, учитывают состояние континентального и морского льдов, среднюю температуру мирового океана, концентрацию углекислого газа в атмосфере, массу льдов, площадь антарктического континентального ледяного щита, параметры орбиты и наклон Земли.

Отмечено, что влияние всех переменных просчитать все равно нельзя. Поэтому физики взяли простые модели и сделали срез динамики изменения мира: если новое динамическое явление есть в простой модели, то оно содержится и в сложной.

Новые расчеты помогут полнее описывать состояние нынешнего климата. Модели полученных ситуаций ученые опубликовали в Physics Reports.

Текст: Юлия Мякишева

Справка "РГ"

"Эффект бабочки" - термин в естественных науках, он обозначает свойство некоторых хаотичных систем: незначительное влияние на систему может иметь большие и непредсказуемые последствия, в том числе и совершенно в другом месте. Автором выражения считается американский математик и метеоролог Эдвард Нортон Лоренц - один из основоположников теории хаоса. Суть эффекта он описывал так: бабочка, взмахивающая крыльями в Айове, может вызвать лавину эффектов, которые достигнут высшей точки в дождливый сезон в Индонезии.