Климатическая наука: наблюдения и модели полностью

"Если человеку изложить факты, которые идут вразрез с его инстинктами, он тщательно их изучит, и если доказательства не будут явными, он откажется верить этим фактам. С другой стороны, если ему предложить то, соответствует его инстинктам, он примет это даже на основе минимальных доказательств".

Бертран Рассел, Дороги к свободе, 1918 год.

Истинная наука начинается с результатов наблюдений и измерений. Это приводит к созданию теорий и моделей, которые приводят к прогнозам. Прогнозы могут быть проверены дальнейшими измерениями и наблюдениями, которые, в свою очередь, могут подтвердить или аннулировать теории и модели, или усовершенствовать их.

Это парадигма принята всеми учеными. Но ученые тоже люди, как правило, варящиеся в соусе академического научно-исследовательского сообщества и политической системы. Поэтому, в практической науке, как в поговорке – "наперед не загадывай". Есть проблемы с получением финансирования, давление со стороны коллег, карьерные соображения, доминирующая политическая догма и т.д.

В случае с моделями существует особая проблема. Исследователи склонны привязываться к своим моделям, как психологически, так и профессионально. Когда новые наблюдения противоречат общепринятой модели, существует тенденция, при которой исследователи просто подправляют свои модели, учитывая новые данные, а не отказываются от модели совсем, бросаясь на разработку новой. Или же, они могут просто игнорировать новые наблюдения, заявив, что их модель является правильной, а новые результаты исследований ошибочны.

Классическим примером этой проблемы является модель Вселенной. Модель Птолемея предполагала, что Земля является центром Вселенной, и Вселенная вращается вокруг него. Интуитивно кажется, что эта модель правильна. На Земле кажется, что не мы движемся, а Солнце и звезды. "Очевидно", что Вселенная вращается вокруг Земли.

Однако для того, чтобы эта модель работала в отношении Луны и других планет, необходимо было определить механизм эпициклов. Если Вселенная действительно вращается вокруг Земли, эпициклы должны существовать, но никаких других оснований верить в эпициклы нет. Когда Галилей и Коперник провели свои исследования, была представлена значительно более прозрачная модель, которая объяснила все движение без необходимости эпициклов. Но Земля больше не являлась центром Вселенной.

В данном случае было не так много ученых, которые были привязаны к старой модели, но Церкви очень нравилась идея Птолемея, поскольку она соответствовала их толкованию Священного Писания. Мы все слышали историю про епископа, который отказался смотреть в телескоп и поэтому мог игнорировать новые знания и придерживаться старой модели. Галилея принудили отречься, Коперник, который не отрекся, был приговорен к смерти. Такое политическое вмешательство может сдержать прогресс науки и погубить карьеру.

В случае с климатическими моделями, используемыми Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) делается предположение, что СО2 является основным фактором, определяющим климат. Существует интуитивная основа для этого предположения, если принять во внимание, что СО2 является парниковым газом, и что уровень CO2 и температура резко возросли в прошлом веке. Кроме того, наблюдается большая корреляция между температурой и уровнем CO2, которую можно проследить в данных многолетних исследований ледяных кернов. Кроме того, сжигание ископаемых видов топлива продолжает загрязнять атмосферу (и океаны) увеличивающимся количеством CO2. Это привело к гипотезе, что температура может подняться в одночасье, и привести к опасным для жизни на планете последствиям. Вся эта информация была живо описана Альбертом Гором (Al Gore) в нашумевшем документальном фильме.

Однако здесь, как и в модели Птолемея, есть много проблем, связанных с предположением, что СО2 управляет климатом, а также с прогнозированием опасного потепления. Во-первых, долгосрочные данные показывают, что исторически, сначала изменялась температура, а затем, много позже, менялся уровень СО2. Во-вторых, в последние годы наблюдались периоды значительного похолодания, даже в то время как уровень СО2 продолжал быстро расти. Кроме того, исторические документы показывают, что в прошлом температура была значительно выше, чем сегодня, в том числе, тысячу лет назад (средневековый период потепления). И как ни странно, бедствия, такие как исчезновение полярных медведей или изменение циклов обратной связи происходили только как результат.