Cтраница 1
Эиергобалансовые модели климата используются для определения температуры поверхности в зависимости от широты, а структура атмосферы выражена в виде функции от этой единственной величины. Основными физическими элементами моделей являются тепловой баланс земной поверхности и горизонтальная диффузия тепла. Известно, что атмосфера нагревается в низких и охлаждается в высоких широтах за счет разности между поглощаемой солнечной и уходящей длинноволновой радиацией. Такое неравномерное распределение энергии приводит в действие земную тепловую машину, а именно, порождает ветры в атмосфере и течения в океане. [1]
Такая модель климата принадлежит к классу нелинейных динамических систем, которые в настоящее время вызывают большой интерес у исследователей-климатологов. Выполнен анализ устойчивости ее решений, показавший, что эти простые уравнения имеют очень сложные и неустойчивые решения. [2]
Поэтому малопараметрические модели климата ( иногда называемые также моделями с сосредоточенными параметрами) и одномерные модели, описывающие только вертикальную или только широтную неоднородность климатической системы, ее полной структуре неадекватны, и их количественные результаты принимать слишком всерьез, вообще говоря, не следует. [3]
Недавно Полтридж [3] предложил модель климата, достаточно хорошо воспроизводящую широтное распределение температуры, облачности и потоков тепла, в которой существенно используется введенный им принцип минимума обмена энтропией с внешней средой. Он упоминает о возможной связи этого принципа с известной в неравновесной термодинамике теоремой Пригожина о минимальности производства энтропии, однако строгого обоснования своего принципа Полтридж не дает. Это вызвало справедливую критику Роджерса [4], на чем мы остановимся позднее. [4]
Как следует из большинства моделей климата, лимит 1 % фактически оказывается равным 0 3 - 0 5 %, а при других процессах и меньшей величине. [5]
Однако если речь идет о таких проблемах, как рост темпов потребления энергии и связанное с этим накопление СО2 в атмосфере, ученые-климатологи, вероятно, согласятся, что за жизнь одного поколения модели климата могут стать более правдоподобными. Поскольку этот период времени покажет нам, завышенными или, напротив, заниженными были оценки, сделанные на основании существующих ныне теорий, значит и решение о том, чтобы всего-навсего поощрять более интенсивные исследования, не должно быть принято в расплывчатой форме или просто за неимением других вариантов. Оно должно быть сознательно избрано обществом в качестве единственно приемлемой стратегии перед угрозой потенциального ущерба для окружающей среды и прочих видов риска, порожденных безостановочным ростом производства и потребления энергии. [6]
Климат рассматривается как сумма представлений, сложившихся у рабочих о своей рабочей обстановке. Согласно Шнейдеру и Рейчерсу ( 1983), а также Диетерли и Шнейдеру ( 1974), модели климата безопасности предполагали, что эти представления возникают в связи с тем, что их наличие необходимо в качестве шаблона поведения при оценке соответствия поведения в той или иной ситуации. [7]
Представляется, что основным методом будущей теории климата станет математическое моделирование; оно будет иметь и доказательную, и предсказательную силу. Отметим также, что математические модели климата нужны не только сами по себе: поскольку климат является важным экологическим фактором существования населения земного шара, модели климата уже сейчас становятся необходимым блоком так называемых мировых моделей, предназначающихся для количественных прогнозов демографического и экономического развития человечества. [8]
При таком определении климата некоторые воздействия считаются внешними по отношению к климатической системе, которая включает в себя атмосферу, океан, ледниковые щиты и поверхность суши, находящиеся в тесном взаимодействии. Воздействия, считающиеся внешними, выбирают в зависимости от интересующих нас временных масштабов. Для сравнительно небольших временных интервалов модель климата может основываться на модели общей циркуляции атмосферы, в которой из уравнения баланса энергии рассчитывается температура поверхности суши, тогда как область распространения ледяного покрова и температура поверхности океана, значения концентрации атмосферных газов или альбедо земной поверхности задаются в качестве внешних факторов. [9]
В течение последних 20 - 30 лет интенсивно разрабатываются различные модели для оценки изменений климата, обусловленных изменением состава атмосферы. Однако климатическая система настолько сложна, что до сих пор не построены модели, адекватно описывающие всю совокупность естественных процессов, протекающих на земной поверхности и в атмосфере и определяющих динамику погоды и климат. Более того, наше понимание физики некоторых процессов и, в частности, механизмов многочисленных обратных связей все еще является неудовлетворительным. В связи с этим при создании моделей климата используются приближения и упрощения, основанные на имеющихся эмпирических данных. Поскольку априори не известно, какие именно аппроксимации дают наилучшие результаты моделирования эволюции климатической системы, развивается большое число вариантов моделей. [10]
До сих пор большинство глобальных моделей рассматривало экологические и чисто природные аспекты глобальных проблем только в связи с анализом социальных, экономических, демографических процессов - с позиций экологии человека. Понятно, что в центре моделирования должны находиться и чисто природные процессы. Такой опыт накоплен при построении моделей глобального климата. Под руководством Н. Н. Моисеева ( 1985) разработан ряд моделей климата, включая модель ядерной зимы, наглядно показавшей, что для человечества и биосферы Земли ядерная война явится коллективным самоубийством. [11]
В исследованиях по климату безопасности имеют обыкновение обращаться лишь к некоторым из тех концептуальных и методологических проблем, которые беспокоят ученых, работающих в области изучения организационного климата. До сих пор не было дано специфического определения концепции климата безопасности. Преобладающее число исследовательских усилий было ориентировано на определение надежности моделей климата безопасности. [12]