Анализ температурных трендов: графики и закономерности
Недавно в процессе работы с электронной таблицей, содержащей прогнозы погоды для издания The Old Farmer’s Almanac за все 23 года их составления, стало очевидно, что накопленная база данных представляет собой ценный материал для анализа климатических тенденций.
Для этого данные в таблице были систематизированы таким образом, чтобы создать графики, отражающие изменение температуры за последние 23 года. Эти графики демонстрируют любопытные закономерности, которые, в самом общем виде, согласуются с теорией глобального потепления.
Температурные нормы и их превышение
Стоит пояснить суть представленных графиков. Каждый год составляются прогнозы погоды для 18 регионов США и семи регионов Канады. На картах этих областей, публикуемых в печатных версиях The Old Farmer’s Almanac и на сайте Almanac.com, отмечены несколько городов; именно для них и были собраны данные о фактической температуре и отклонениях от нормы.
Например, если указывается, что отклонение температуры в декабре 2018 года составило 1,45 °C (см. Рисунок 1 ниже), это означает, что средний показатель по всем городам на картах регионов США и Канады оказался на 1,45 °C выше, чем их актуальные официальные 30-летние нормы за период 1981–2010 годов. Используемые «температурные нормы» являются официальными данными, обновляемыми раз в десятилетие метеорологическими службами США и Канады на основе усредненных ежедневных показателей за 30-летний период.
Рисунок 1. Ежемесячные отклонения температуры от нормы, 1996–2018 годы.
Таким образом, если средняя температура за 2019 год превышает норму на 0,56 °C, этот показатель нельзя напрямую сравнивать с превышением на 0,56 °C в 2009 году, поскольку за прошедшее десятилетие «норма» была пересчитана и изменена.
Поскольку температура в целом растет, каждое десятилетие при пересчете новые «нормы» оказываются выше предыдущих. В результате график, отражающий отклонения от нормы на протяжении многих лет, фактически занижает реальный масштаб потепления, так как сами нормы «ползут» вверх вслед за фактическими температурами.
При изучении графика ежемесячных отклонений (Рисунок 1 выше) видно, что в большинстве — хотя и не во всех — месяцев за последние 23 года температура была выше нормы. Однако какой-либо четкой тенденции в этих отклонениях проследить не удается. Максимальное положительное отклонение составило 4,82 °C в январе 2006 года, а максимальное отрицательное — 2,66 °C в декабре 2000 года.
Рисунок 2. 12-месячное скользящее среднее ежемесячных отклонений температуры от нормы, 1996–2018 годы.
При рассмотрении 12-месячного скользящего среднего этих отклонений (Рисунок 2 выше) закономерность становится более явной: прослеживается общая тенденция к росту температур, причем почти все значения оказываются выше нормы. Единственными периодами, когда 12-месячное скользящее среднее для США и Канады опускалось ниже нормы, были 2001 и 2014 годы.
Рисунок 3. 36-месячное скользящее среднее ежемесячных отклонений температуры от нормы, 1996–2018 годы.
Анализ 36-месячного скользящего среднего (Рисунок 3 выше) позволяет увидеть формирующийся тренд. Несмотря на наличие пиков и спадов, общая тенденция к повышению становится более очевидной: каждый последующий пик выше предыдущего.
Причины климатических изменений
Метеорологи и климатологи предлагают различные объяснения ежемесячным и ежегодным колебаниям, включая телесвязи (взаимосвязь между климатическими явлениями в разных частях планеты), такие как Эль-Ниньо, изменения океанических течений и солнечной активности.
Что касается отчетливого тренда на потепление в последние десятилетия, выделяют три основных объяснения: (1) естественная изменчивость (возможно, в сочетании с изменениями в землепользовании и ростом населения), (2) ожидаемый общий рост средних температур как следствие выхода планеты из последнего ледникового периода и (3) потепление вследствие человеческой деятельности, которая увеличивает концентрацию углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере.
Прогнозы температуры на предстоящий год можно найти в издании The 2019 Old Farmer’s Almanac.
