Пожары, жару, наводнения (да все на свете!) все чаще списывают на глобальное потепление. Это правда — или просто лозунги активистов? Нет, серьезно, как определить?

«Проливные дожди в Краснодарском крае парализовали транспорт и привели к эвакуации населения» — 2021 год в регионе выдался таким, что вы не сразу сможете сказать, когда именно вышло это сообщение, в конце сентября, середине августа или начале июля. Экстремальная погода в России и мире сливается в один сплошной поток плохих новостей, и мало кто уже не задается вопросом — это и есть последствие изменения климата, которым нас пугают? «Медуза» попросила научного и экологического журналиста Ольгу Добровидову рассказать, как и почему менялся ответ на этот вопрос в последнее десятилетие.

Что такое «бейсбольная аналогия» — и как она стала «золотым стандартом» в научной коммуникации о стихийных бедствиях

Аномальная жара 2010 года, запомнившаяся сильным смогом на европейской территории России, унесла жизни более 50 тысяч человек, а задымленная Красная площадь надолго стала универсальным символом разлада в климате планеты. Однако как именно на самом деле связано изменение климата, вызванное деятельностью человека, с этой конкретной жарой, вопрос сложный: сейчас можно только аккуратно утверждать, что оно, судя по всему, существенно усилило риски событий 2010 года — из-за него жара стала в три раза более вероятной.

Десять лет спустя экстремальные температуры совсем в другой части страны — в частности, рекордные +38 градусов в Верхоянске в июне 2020 года — уже не вызывали сомнений: по некоторым оценкам, изменение климата увеличило вероятность температурной аномалии в 600 раз.

Разница между этими событиями в том, что первые осторожные разговоры ученых об «антропогенном следе» в жаре 2010 года появились только с выходом научных статей спустя примерно полтора года. А на то, чтобы разобраться с якутской жарой и заявить об этом во всеуслышание, ушло около трех недель.

«Физических данных было меньше, вычислительные возможности были гораздо хуже, и ученым не комфортно было говорить со СМИ», — вспоминает 2010 год Алексей Кокорин, климатолог и директор программы «Климат и энергетика» WWF России. Экологическая организация, как и другие активисты, тогда много говорила о том, что по-настоящему аномальная жара — это своеобразный «предпросмотр» будущего, в которое нас может отправить изменение климата. Но ученые, как российские, так и зарубежные, высказывались куда более аккуратно.

В 2012 году американский климатолог Джерри Мил предложил объяснять влияние изменения климата на экстремальную погоду через бейсбольную аналогию. Допустим, бейсболист, принимающий стероиды, выходит на поле и выбивает хоум-ран. Можно ли сказать, что конкретно этот хоум-ран был однозначно обусловлен приемом запрещенных препаратов? Нет, но можно сравнить частоту хоум-ранов до и после начала приема стероидов и сделать вывод, что допинг делает их более вероятными. С тех пор это сравнение — «золотой стандарт» научного ответа на подобные вопросы. Так же сдержанно предлагалось объяснять и то, что происходит с опасными погодными явлениями под влиянием изменения климата: влиятельный портал некоммерческой организации Climate Central тогда прямо писал, что «нельзя говорить, что конкретное экстремальное явление вызвано изменением климата».

В первом томе шестого оценочного доклада МГЭИК, вышедшем в августе 2021 года, есть такое предложение: «От случая к случаю ученые теперь могут количественно оценить вклад влияния человека на климат в масштабы и вероятность многих экстремальных погодных явлений». Портал Vox назвал это утверждение революционным: ученые наконец готовы отказаться от осторожности и общих слов и предъявить расчеты.

«Революции никакой нет, есть поступательный прогресс. Возможности исследований за 10 лет, конечно, увеличились, но это не дает повода выходить за рамки строгой интерпретации результатов», — не согласен с Vox директор Главной геофизической обсерватории имени А.И. Воейкова, руководитель Климатического центра Росгидромета Владимир Катцов.

Что означает фраза «вероятность аномального погодного явления выросла в сотни раз» — и как это считают

Моделирование климатической системы — это главный инструмент климатологов: к сожалению, у человечества нет возможности завести рядом еще одну такую же Землю, но без человека, и посмотреть, что будет происходить с климатом на ней.

Зато моделей, при наличии хороших вычислительных возможностей, можно завести несколько десятков и даже сотен. Запуская в них различные компоненты, можно воспроизводить те или иные климатические сценарии, в том числе и «естественную» Землю без антропогенного потепления.

Множества моделей (их еще называют «ансамблями) и выдают вероятностные оценки того, как часто при разных вводных происходит то или иное опасное погодное явление, например, долговременная положительная аномалия летней температуры, которую мы привыкли называть «волной жары».

Примерно с середины XX века поведение глобальной средней температуры планеты стало невозможно объяснить только естественными климатическими процессами вроде влияния Солнца или вулканов — без включения антропогенного фактора результаты моделирования, даже очень качественного, не сходятся с данными наблюдений.

Объединяя данные моделирования с историческими данными наблюдений (как часто событие происходило в прошлом), ученые и приходят к оценкам, подобным выводам по Верхоянску — «вероятность увеличилась в 600 раз».

Это — один из подходов к так называемой атрибуции опасных погодных явлений. В нем само явление в каком-то смысле оказывается «черным ящиком», потому что механизмы его возникновения учеными не рассматриваются вовсе, оценивается только вероятность явления при наличии антропогенного изменения климата и без него.

Другой подход, в некотором смысле противоположный, — это как раз исследование физики процесса: какие факторы способствовали разрушительности экстремальной погоды и с чем они были связаны. Например, в 2015 году климатологи из России и Германии пришли к выводу о том, что в катастрофическом наводнении 2012 года в Крымске виновато Черное море — устойчивый рост температуры его поверхности открыл дорогу экстремальным осадкам, до этого считавшимся практически невозможными.

Здесь ученые тоже использовали математическое моделирование: сравнили результаты моделей с постоянной температурой поверхности моря и модели, где, как и в реальности, температура стабильно растет с начала 1980-х годов. Однако помимо оценок вероятности они предложили и физический механизм изменений: более высокая температура поверхности моря означает более влажный воздух в нижних слоях атмосферы, то есть более высокую концентрацию водяного пара. Из-за этого условия для более обильных осадков становятся благоприятнее.

Наука об атрибуции или общественные настроения — что сделало дискуссию о климате жарче

Руководитель Климатического центра Росгидромета Владимир Катцов говорит, что наука об атрибуции — установлении связи между глобальным процессом изменения климата и локальными событиями — быстро развивается как с точки зрения методов, так и по техническим возможностям.

«Конечно, это все улучшилось, особенно вычислительные ресурсы, компьютеры стали мощнее, [пространственное] разрешение у моделей стало больше, ансамбли моделей стали больше. Но это не революционный, а эволюционный прогресс — мы просто какие-то вещи делаем лучше, в конце концов, у нас большие периоды наблюдений. Но это не освобождает нас от аккуратности формулировок», — настаивает климатолог.

Старший научный сотрудник Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН, профессор Альпийского университета Гренобля Ольга Золина считает, что изменения за десятилетие произошли не столько в науке, сколько в обществе. Она напоминает, что про «нервозность климата» в виде экстремальных погодных явлений еще в 1980-х годах говорил академик Александр Обухов, имя которого сегодня носит Институт физики атмосферы РАН.

«В научном мире ничего нового не произошло, это все было понятно и известно. Почему об этом стали больше говорить? Потому что увеличилась повторяемость [опасных погодных явлений], их стало видно, последствия стали более неприятными», — говорит Золина.

«Сейчас это так прозвучало сильно, потому что это прямым текстом сказано [в докладе] МГЭИК, уже без всяких намеков, а прямым текстом — антропогенное потепление ведет к увеличению экстремальности», — добавляет исследовательница.

МГЭИК смогла написать так «без экивоков», объясняет Золина, в том числе и потому что тема экстремальных погодных явлений и климата из экзотической стала весьма популярной, и появилось достаточно много хороших исследований, которые группа смогла обобщить.

Кто такая Фредерике Отто — и как она «отправила климатическую науку в наступление»

В исследованиях жары в России с разницей в десятилетие участвовала Фредерике Отто, климатолог из Германии, которая, по словам издания Politico, «отправила климатическую науку в наступление». В 2021 году журнал Time включил Отто, которая работает и в МГЭИК, в список 100 самых влиятельных людей планеты.

Ее проект World Weather Attribution (WWA), в частности, и изменил сам подход к исследованиям о связи экстремальных погодных явлений и климата. Отто и ее коллеги решили не дожидаться публикации научных статей, а выкладывать результаты моделирования самостоятельно и быстро, пока журналисты и их аудитория еще не забыли о наводнении, урагане или засухе. Для этого они разработали собственный протокол исследований, который позволяет стандартизировать многие шаги и экономить время — статьи в рецензируемых журналах тоже выходят, но существенно позже.

«Все было очень быстро, причем все это происходило прошлым летом, когда все были закрыты по домам ковидом — но это все было сделано, наверное, недели за две с практически ежедневными видеоконференциями, онлайн-редактированием текста — появляются картинки, тут же требуется их описание», — вспоминает Ольга Золина из Института океанологии РАН, которую пригласили в группу Отто, работавшую над ситуацией в Верхоянске. По ее словам, подобные исследования уже действительно поставлены на поток: сравнение ансамблей моделей с «человеческим фактором» и без него «делается за пару дней», а за исследованием следует пресс-конференция с сотнями журналистов.

«Выводы были на результате одного расчета — включили-выключили антропогенный фактор и сравнили с наблюдениями. Такой конвейер небольшой, ни механизмов, ни «почему», ни «зачем» — я пыталась там синоптику какую-то вставлять, что к этому привело, но это было не особо интересно», — говорит Золина.

В мае 2021 года группа Отто выпустила научную статью о Верхоянске в рецензируемом журнале Climatic Change под заголовком «Продолжительная жара в Сибири 2020 года практически невозможна без влияния человека».

«Не «невозможно», а «почти невозможно», а это уже не язык цифр, его надо расшифровывать — что такое «почти невозможно»? В разных контекстах это будет разные вещи означать. Они там в статье подробно объясняют, что это значит, но сам заголовок — он вот такой», — обращает внимание Катцов из Климатического центра Росгидромета.

В статье Politico Отто рассказывает, что ни ее работодатель, ни работодатель ее ближайшего соратника WWA не поддерживают и ей приходится полагаться на свои деньги, на волонтеров и на помощь благотворительных фондов. Исследовательница отвергает обвинения в активизме и указывает на то, что, к примеру, потенциальная вероятность положительного результата, то есть подтвержденной связи катаклизма с изменением климата, никак не влияет на решение исследовать то или иное событие (отрицательные результаты у группы тоже есть).

Отто также считает, что ученые имеют право думать о прикладном значении их выводов, что не делает их активистами. В апреле она и ее соавторы написали в одной из статей, что атрибуция опасных погодных явлений имеет большое значение в том, чтобы доносить информацию об изменении климата. Ведь она «может связывать новую и привлекающую внимание научную информацию о конкретном событии с личным опытом и наблюдениями за экстремальной погодой».

Почва для более смелой общественной дискуссии об экстремальной погоде готовилась уже какое-то время. Эксперты по климатической коммуникации еще в 2016 году писали в бюллетене Всемирной метеорологической организации, что многие ученые напрасно продолжают повторять «самые общие формулировки о том, что многие опасные явления в последние годы соответствуют прогнозируемому изменению климата, хотя наука ушла далеко от такого абстрактного объяснения к атрибуции конкретных явлений».

«За эти десять лет, наверное, выработалсь некоторая привычка к тому, чтобы не обходиться очень аккуратными комментариями эту тему [опасных погодных явлений и изменения климата] даже среди профессионалов», — говорит Катцов.

Климатолог Алексей Кокорин добавляет, что, например, новое поколение молодых российских исследователей, занимающихся климатом, действительно стало смелее говорить о проблеме. «Появилось довольно много молодых людей, которые не боятся идти в СМИ — то есть не то чтобы не боятся, страха-то не было, просто не умели и не хотели это делать. А сейчас появились новые люди, очень высококвалифицированные ученые, которые смело общаются с журналистами», — отмечает эксперт.

Когда ученые научатся заранее предсказывать экстремальную жару или сильные наводнения (спойлер: еще нескоро)

Еще в начале прошлого десятилетия климатологи в рамках «бейсбольной аналогии» действительно ограничивались общими высказываниями о том, что изменение климата повысит частоту опасных погодных явлений, ориентируясь на понимание физических процессов в климатической системе, но не давая количественных оценок. Теперь же из научных работ можно узнать, что экстремальные температуры, которые в начале индустриального периода (1850-1900 годы) случались примерно два раза в столетие, сейчас можно ждать каждые десять лет. А потепление примерно на четыре градуса с середины XIX столетия, к которому уверенно идет человечество, сделает аномально жаркими каждые восемь из десяти лет.

Однако нужно понимать, что более точное прогнозирование, когда именно могут произойти такие экстремальные события, пока нерешенная задача, а заголовки СМИ, обещающие «аномальное лето в следующем году» — абсолютно некорректны.

«Прогнозы погоды, которые можно давать на конкретный час и день, покажут такие события, но, максимум, за две недели до них. А модели климата не могут этого сделать в принципе. Это уже задача другого уровня», — говорит Золина.

Научный руководитель Института физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН Игорь Мохов объясняет, что прогнозирование подобных аномалий требует учета в моделях множества процессов, которые и так плохо предсказуемы — а по мере изменения климата эта задача станет только сложнее.

Мохов приводит в пример рекордное наводнение на Амуре в 2013 году. По его словам, российские ученые пришли к выводу, что для предсказания такого явления необходимо учесть сразу несколько ключевых процессов в атмосфере и океане в Дальневосточном регионе (например, температуру воздуха в муссонный период, температуру поверхности определенных участков Тихого океана и снегозапас в бассейне Амура) — и, более того, взаимосвязи между ними. «При этом «необходимо» не означает «достаточно»», — подчеркивает Мохов.

В России исследования в сфере атрибуции опасных погодных явлений пока не очень развиты, говорит Катцов, не в последнюю очередь из-за дефицита вычислительных ресурсов у климатологов. Ольга Золина также отмечает, что на Западе, в отличие от России, тема становится все более востребованной в том числе из-за мер по борьбе с изменением климата, например, в виде углеродных налогов.

»[На Западе] если происходит какое-то экстремальное событие, выходят тут же статьи, которые говорят: а вот это антропогенное, а вот это потому что мы [что-то] «выбросили» — [есть] прямая связь. В России это все пока больше познавательно, а там это уже материально ощутимая вещь — вы не просто так платите свои налоги, смотрите, на что они должны пойти», — говорит Золина.

И все же Владимир Катцов уверен: «Мы никогда не можем стопроцентно связать конкретное явление с изменением климата, а можем это делать с вероятностью». Но и он признает: «С какого-то момента эти вероятности становятся достаточно высокими, чтобы перестать уже исключать эти соображения из практических действий».