О роли данных, получаемых при дистанционном зондировании Земли из космоса
в корректном моделировании климатических изменений

Проанализировано современное состояние моделирования долговременных изменений в состоянии климатической системы Земли. Показано, что традиционные подходы к построению климатических моделей содержат, по меньшей мере, три класса практически неустранимых трудностей. Первый класс – это принципиальные трудности, к которым относится, например, отсутствие единственности решения у входящего во все упомянутые модели уравнения глобальной циркуляции, представляющего собой уравнение Навье – Стокса во вращающейся системе координат. Отсутствие единственности решения такого уравнения с неизбежностью следует из самого факта существования явления турбулентности. Принципиальные ограничения на время предсказания эволюции атмосферы, вытекающие из этого обстоятельства, детально проанализированы в авторитетном учебнике [1]. Второй класс – это трудности, условно названные нами информационными. Они обусловлены недостаточностью информации о реальном состоянии атмосферы и ее эволюции: временная и пространственная неэквидистантность отсчетов даже для основных метеорологических параметров, отрывочность сведений о полях концентрации малых газовых составляющих атмосферы (МГСА), значительные погрешности в определении констант газофазных и гетерофазных реакций и их зависимостей от температуры и давления и т.д. Ошибочность ряда решений об антропогенной природе тех или иных климатических изменений, обусловленных этими причинами, обоснована в работах [2,3]. И, наконец, технические трудности, обусловлены закрытостью и обширностью по объему кодов, реализующих современные климатические модели. Опыт разработки современных операционных систем, имеющих сравнимые объемы кода, показывает , что для устранения большинства ошибок требуются многие сотни миллионы человеко-часов тестирования, что не менее, чем на пять порядков превышает реальный отладочный ресурс климатических моделей.
Естественно, возникает вопрос об альтернативе подходам, применяемым ныне при моделировании климатических процессов. В качестве такой альтернативы нами выбрано создании модели, содержащей малое число параметров и базирующейся на фундаментальных физических соображениях: в первую очередь законе сохранения энергии. Первые результаты такого подхода изложены в работе [4]. Этот подход прежде всего требует информации о глобально представительных данных, таких как альбедо, интегральное содержание МГСА и т.д. Эти данные могут быть получены только методами дистанционного зондировании Земли из космоса. В работе проанализированы ряды таких спутниковых наблюдений, обнаружены долгопериодные изменения в них и на основе предложенной энергобалансовой модели глобальной температуры получены спектры ее сезонной и долговременной изменчивости. Эти результаты с необходимой точностью совпадают с данными прямых измерений и полностью подтверждают экспертную оценку Президиума РАН о полном отсутствии научного обоснования Киотского протокола, выданную по запросу Президента РФ.
Работа выполнена при частичной поддержке гранта РФФИ 13-05-01036.
ЛИТЕРАТУРА
1. В.И. Арнольд. Математические методы классической механики. М., «Наука», 1979, с. 307-308.
2. Крученицкий Г.М. Глобальная температура: потенциальная точность измерения, стохастические возмущения и долговременные изменения. Оптика атмосферы и океана, 2007, т. 20, №12, с. 1064- 1070.
3. Звягинцев А.М., Зуев В.В., Крученицкий Г.М., Скоробогатый Т.В. О вкладе гетерофазных процессов в формирование весенней озоновой аномалии в Антарктиде. Исследования Земли из космоса. 2002. N 3. С. 29-34
4. Дворецкая И.В., Крученицкий Г.М., Матвиенко Г.Г., Станевич И.И. Астрономические факторы в долговременной эволюции климата Земли. Оптика атмосферы и океана, 2014, т. 27, № 2, с. 139- 149.